红光与紫光比较结果的判定

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1、5　　红光与紫光比较结果的判定红与紫光的比较是一个跨越几何光学与物理光学两大知识系统的经典问题。这是由于虽然红光和紫光在真空中具有相同的传播速度，但红、紫两色光的频率不同（光的颜色取决于频率，光在不同介质中传播时频率不变、颜色不变），导致它们在介质中的折射率n，波速，波长(为色光在真空中的波长)均不相等），其具体的比较结果是在同种介质中传播时的波长、波速都　是红光较大，但频率、折射率却是紫光的大，还有光子的能量也是紫光的大，而从光密介质射向光疏介质时发生全反射的临界角。由于，因此：，即红光的临界角大于紫光的临界角；另外还有一条易被忽视

2、的重要结论则是：只要在光的传播过程中分出了红、紫，由于紫光的折射率较大，因此在同等条件下，紫光在传播方向改变时其偏折的角度一定比红光大。5。.1在真空及介质中红光与紫光的比较例1：绿光在水中的波长与紫光在真空中波长相等，已知水对绿光的的折射率，则下列说法中正确的是：（　　　　　　）A．水对这种紫光的折射率应略小于。B．绿光与紫光在真空中的波长之比为。C．绿光与紫光的频率之比为。D．绿光在真空中的传播速度大于紫光在真空中的传播速度。分析：绿光与紫光在真空中的传播速度相同，水对紫光的折射率略大于水对绿光的折射率为内能光在真空中的波长为，在

3、水中的波长为，由于，因此，即，只有，给出的选项C正确。5。.2反射和折射中红光与紫光的比较一束红、紫混合而成的光到两种介质的界面，如果考虑到色散现象，下列光路图中那些是能够发生的（双前头表示红、紫混合光，下面介质为光密介质）：（　　　　　）分析：由于反射时不分红、紫（反射角等于入向射角）的规律对于红光、紫光来说完全相同，而从光介质射向光疏介质，当入射角逐渐增大，发生全反射时，由于6/6，所以定是紫光发生全反射（此时仍有红光从光媒介射出）。所以B、C选项正确。紫红红紫红紫红紫ABCD图15。.3蒙气差中红光与紫光的比较目标蓝像红色激光瞄

4、准方向蓝色目标图2例3：在战争中想用激光武器摧毁地平线上的空间站，你应该将激光：（　　　　　）A．适当瞄高些。B．适当瞄低些。C．沿视线方向直接瞄准。D．若激光器是红色的，而空间站是蓝色的，则应该瞄低些。分析：尽管从地平线上方空间站处的反射光线经大气折射后射到观察者眼中时，其传播方向已发生改变，但光路可逆性原理告诉我们，只有沿视线方向直接瞄准才能击中目标，这一点不同于普通射击时需要适当瞄高些的情况；而当我们用红色激光武器支摧毁蓝色空间站目标时，如果直接瞄准目标的像进行射击，此时由于红光偏折的角度较小，于是便会出现红光射向了蓝色目标与蓝

5、色目标像之间的某一位置的情况（图2）可见我们必须将红色激光束适当瞄低些才能确保击中目标。选项C、D正确。5。.4玻璃三棱镜中红光与紫光的比较θABEFG图3例4：某玻璃三棱镜的顶角为θ，θ恰好等于黄光的临界角（图3），当白光通过三棱镜发生色散，在光屏A上形成彩色光带后，把白光的入射角逐渐减小到零的过程中，在光屏A和B上观察到：（　　　　　）A．A屏上最先消失的是紫光。B．B屏上右边是紫光，左边是黄光。C．B屏上右边是紫光，左边是红光。D．B屏上右边是黄光，左边是紫光。6/6分析：当白光通过三棱镜发生色散，在屏A上出现上红下紫的彩色光带

6、后，如果逐渐减小白光在EF上的入射角，此时由于紫光的折射率较大，发生全反射时的临界角最小，因此将首先发生全反射而不能从EG面上射出；当白光在EF面上的入射角减小到零度（即黄光在EG面上的入射角恰好等于θ）时，白光中从黄到紫各种成分的色光将以相同成分的入射角投射到FG面上，而在FG面上发生折射（从光密介质射向光疏介质）时，紫光将由于偏折的角度最大而落于屏B的左边。所以选项A、D正确。5。.5全反射棱镜中红光与紫光的比较PACBQ图4例5：一个等腰直角三棱镜的截面如图4所示，一束红光从AC面上的P点沿平行底边AB的方向射入三棱镜，经AB面

7、反射后，再从BC面上的Q点射出，且有PQ//AB,(图中未画出光在棱镜内的光路)，如果将一束紫光沿同样的路径由P点射入三棱镜，则从BC面出射的光线将是：（　　　　　）A．仍从Q点射出，出射光线平行于AB。B．仍从Q点射出，出射光线不平行于AB。C．可能从Q点上方射出，出射光线平行于AB。D．可能从Q点下方射出，出射光线不平行于AB。分析：红光入射全反射棱镜后的光路见图4（红线），图中折射光线具有角度对称及位置对称的的双重特点；将从P点入射的红光改为紫光后，由于玻璃对紫光的折射率较大，在此时的光路图（如图4中的紫线），虽然角度的特点依然

8、存在，但位置对称的关系不复存在，紫光将从Q点上方的某处平行出射。所以选项C正确。5。.6半圆形玻璃砖中红光与紫光的比较①②ABOQP图5例6：有一半径为R的玻璃半圆柱体，其圆心为O，两条平行光线分别垂直玻璃半圆柱体的底面