如图所示,MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖,其边长MN="30" cm。一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上(入射点为B)进入玻璃砖后在QP面上的F点(图中未画出)发生全反射,恰沿DC方向射出。其中B为MQ的中点,∠ABM=30°,PD="7.5" cm,∠CDN=30°。
(i)画出激光束在玻璃砖内的光路示意图,求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF;
(ii)求出该玻璃砖的折射率;
如图所示,AOBC为某种透明介质的截面图,其中△AOC为直角三角形,∠OAC=53°.BC为半径R=16cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=53°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光和紫光的折射率分别为,,sin53°=0.8;cos53°=0.6.
①判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
②求两个亮斑间的距离.
国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉,采用了世界一流的喷泉、灯光和音响设备,呈现出让人震撼的光与水的万千变化,喷泉的水池中某一彩灯发出的一条光线射到水面的入射角为,从水面上射出时的折射角是。
①求光在水面上发生全反射的临界角;
②在水池中m深处有一彩灯(看做点光源)。求这盏彩灯照亮的水面面积。
如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO'对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO'轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。
直角等腰玻璃三棱镜ABC的截面如图所示,∠ABC=∠ACB=45°,一条单色光线从腰AB上的D点射入三棱镜,射入玻璃的折射角r=30°,折射光线传播到BC边的E点。已知该玻璃的折射率n=。
(1)求光线的入射角i;
(2)判断光线在E点能否发生全反射。
(9 分)如图所示,某复合光经过半圆形玻璃砖后分成 a、b两束光,其中光束 a与法线的夹角为 60°,光束b与法线的夹角为
45°,已知光在真空中的速度c=3.0×108m/s.则:
①a光在玻璃中的传播速度是多少?
②入射光绕O点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光?
如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,已知∠A=600, ∠C= 900;一束极细的光于 AC边的中点垂直AC面入射,=2a,棱镜的折射率为n=,求:
(1)光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角.
(2)光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c).
投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体,光源产生的单色平行光投射到平面上,经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径为R,光屏MN到球心O的距离为d(d>3R),玻璃对该单色光的折射率为n,不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径。
如图所示,一半径为R的半球形玻璃砖,O为球心, 其上表面水平, 玻璃砖下方水平放置了足够大的光屏,玻璃砖上表面与光屏间距为d =。一束恰好照射满了玻璃砖上表面的单色光垂直于上表面射入玻璃砖,其中一部分光经玻璃砖折射后能到达光屏上。已知玻璃砖对该光的折射率为n =,求光屏上被该光照亮的面积。(不考虑光在玻璃砖内的反复反射)。
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜(如图15所示)。画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。
某同学欲测直角三棱镜ABC的折射率n.他让光线沿平行于BC边的方向射到三棱镜的侧面AB上,经棱镜AB边和AC边的两次折射和BC边的一次反射后,又从另一侧面AC边上的P点射出.
(i)在上面图上画出光路图;
(ii)若将射向AB边的光的入射角调整为α=60°,此时的折射角γ=30°,求折射率n的值.
(10分)投影仪的镜头是一个半球形的玻璃体,光源产生的单色平行光投射到平面上,经半球形镜头折射后在光屏MN上形成一个圆形光斑。已知镜头半径为R,光屏MN到球心O的距离为d(d>3R),玻璃对该单色光的折射率为n,不考虑光的干涉和衍射。求光屏MN上被照亮的圆形光斑的半径。
如图所示,AOB为半圆形玻璃砖截面,玻璃的折射率为,现有一束平行光线以45°角入射到AB面上后,经折射从半圆面上的部分位置射出.试求半圆柱面能被照亮的部分与整个半圆柱面的面积之比.