高中物理光学、原子物理经典例题汇编

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时间:2019-10-02

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1、高中物理典型例题汇编光学部分53、如图48-1所示,折射率为n的玻璃砖的两面是平行的,玻璃砖厚度为h,一束细光束射到玻璃砖上表面的入射角为i,光线一部分从上表面反射回空气中;另一部分折射入玻璃砖,在玻璃砖下表面发生反射,又在上表面折射后射入空气中。求:上表面的反射光线I与下表面反射,折射回到空气的光线II的侧移距离为多少?分析与解:光路图如图48-2所示。光线射到A点,反射光线为I,折射光线射到下表面C点再反射到上表面B点,形成折射光线II。由折射定律知:[1]由图知:AB=2htgr[2]光线Ⅱ相对I的侧移距离d为:d=ABcosi[3]联立解[1][2][3]

2、式得:d=54、如图49-1所示,三角形ABC为一等腰直角三棱镜的主截面。令一单色光线DE平行于AB面从空气中自AC面射入,经AB面反射后从BC面射出,FG为出射光线,光线DE、FG的走向均可用插针法实验确定出来。(1)试用几何作图法在图中画出在棱镜内的光路走向;(2)证明:射到AB面上的光线一定发生全反射。分析与解:(1)光线DE射到AC面上发生折射,折射光线射到AB面上被反射到BC面又从BC面折射出去形成光线FG。题目要求画出棱镜对入射光线的折射→反射→折射的光路。先延长DE与AC的交点为O1,O1是入射点。再反向延长FG,与BC的交点O2,O2是出射点。只要

3、能找出AB面上的反射点P就可以画出准确的光路图。从O1点射到P点的光线,被AB面反射后,反射光线应从P点射到O2。入射光线O1P和反射光线PO2应符合反射定律。根据反射定律,平面镜成像的对称性,我们可把O1想象成点光源,它的像点O1’关于AB面对称,点光源O1射到AB面上的光线,被AB面反射后都好像由O1’射出的一样,我们连接O1’O2与AB的交点P即为所求。根据上面的分析得到作图的顺序是:先延长DE、FG确定入射点O1和出射点O2,再作出O1点关于AB的对称点O1’,连接O1’O2与AB交于P点,作O1P是AC折射后射到AB面的入射光线,作PO2是AB面反射光线

4、。光路图如49-2所示。说明:本题关键是确定P点,重要的一步是把O1设想为点光源。将AB作平面镜处理,十分巧妙。(2)证明:设棱镜折射率为n,在图中,对于△PO1M,其外角∠AMO1=r+α即:45°=r+α=r+(90°-i‘)所以i’=45°+r即:sini’=sin(45°+r)=sin45°cosr+cos45°+sinr[1]又:所以sinr=[2]cosr==[3]把[2]、[3]式代入[1]式得:sini’=由于n>1,所以+1>2 即sini’>,光线射到AB面上一定发生全反射。原子物理部分55.对于宇宙的形成,在当代占主要地位的看法是:我们的宇宙

5、诞生于150亿~200亿年前的一次大爆炸,其主要依据是[ ](1)光谱分析得到的红移现象,即星体离我们远去(2)天然放射现象(3)牛顿运动定律(4)月球运动中的各种现象A.(1)、(2)B.(1)、(3)C.(3)、(4)D.(2)、(3)答案:B

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