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一束平行光垂直投射到光屏上,形成一个直径为8cm的极细的环状亮斑,现将一只内外半径分别为3cm和5cm的玻璃球壳置于平行光束中,光屏上的细亮环形状不变,试计算玻璃壳的折射率.?
分析:先作出光路图,由几何知识求出光线的入射角.根据对称性和正弦定理求出折射角的正弦,即可由折射定律求解玻璃壳的折射率.
解答:精英家教网解:根据题意作出如图所示的光路图,由几何知识得:
sini=
BD
BO
=
4cm
5cm
=0.8
可知:i=53° 
又EC=BD-CO=4cm-3cm=1cm
所以:BC=
BE2+EC2
=
10
cm

在△BCO中,由正弦定理得:
  
sin(90°-53°)
BC
=
sinr
CO

代人数据,解得:sinr=
1.8
10

所以n=
sini
sinr
=
0.8
1.8
10
=
4
9
10

答:玻璃壳的折射率为
4
9
10
点评:本题关键要作出光路图,充分运用数学知识求解入射角和折射角,就能求解折射率.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(20分)目前,大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状,通常称为激光二极管条.但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束,光能分布很不集中,不利于传输和应用.为了解决这个问题,需要根据具体应用的要求,对光束进行必需的变换(或称整形).如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束,对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的.为此,有人提出了先把多束发散光会聚到一点,再变换为平行光的方案,其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明.

如图,S1S2S3 是等距离(h)地排列在一直线上的三个点光源,各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为a =arctan的圆锥形光束.请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h、半径为r =0.75 h的圆形薄凸透镜,经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜,使三束光都能全部投射到这个组合透镜上,且经透镜折射后的光线能全部会聚于z轴(以S2为起点,垂直于三个点光源连线,与光束中心线方向相同的射线)上距离S2L = 12.0 h处的P点.(加工时可对透镜进行外形的改变,但不能改变透镜焦距.)

1.求出组合透镜中每个透镜光心的位置;

2.说明对三个透镜应如何加工和组装,并求出有关数据。

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科目:高中物理 来源: 题型:

一细束平行光经过玻璃三棱镜折射后分为三种单色光abc。并同时做如下实验:(1)让这三种单色光从同一块半圆形玻璃砖射入空气做全反射研究;(2)让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹;(3)让这三种单色光分别照射锌板;(4)让这三种单色光分别垂直投射到同一条直光导纤维的端面上。下列说法中正确的是

A.a种色光的波动性最显著,产生的临界角最小

B.a种色光形成的干涉条纹间距最小

C.如果b种色光能产生光电效应,则c种色光一定能产生光电效应

D.c种色光穿过光导纤维的时间最小

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(20分)目前,大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状,通常称为激光二极管条.但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束,光能分布很不集中,不利于传输和应用.为了解决这个问题,需要根据具体应用的要求,对光束进行必需的变换(或称整形).如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束,对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的.为此,有人提出了先把多束发散光会聚到一点,再变换为平行光的方案,其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明.

如图,S1、S2、S是等距离(h)地排列在一直线上的三个点光源,各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为α =arctan的圆锥形光束.请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h、半径为r =0.75 h的圆形薄凸透镜,经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜,使三束光都能全部投射到这个组合透镜上,且经透镜折射后的光线能全部会聚于z轴(以S2为起点,垂直于三个点光源连线,与光束中心线方向相同的射线)上距离S2 L = 12.0 h处的P点.(加工时可对透镜进行外形的改变,但不能改变透镜焦距.)

1.求出组合透镜中每个透镜光心的位置.

2.说明对三个透镜应如何加工和组装,并求出有关数据.

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