高中物理全反射计算题

如图所示，一束截面为圆形(半径R＝1 m)的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区．屏幕S至球心的距离为D＝(＋1) m，不考虑光的干涉和衍射，试问：

① 若玻璃半球对紫色光的折射率为n＝，请你求出圆形亮区的半径．
②若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？

一束激光以一定入射角从空气射到直角三棱镜ABC的侧面AB上，进入三棱镜后从另一侧面AC射出，调整在AB面上的入射角，当侧面AC上恰无射出光线时，测出此时光在AB面上的入射角为60°，求三棱镜的折射率．

用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图如图所示，圆心为O，FD为  圆周。光线以入射角θ₁＝60°射到棱镜AB面，经折射后，光线到达BF面上的O点并恰好不从BF面射出。

（1）画出光路图；
（2）求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v（光在真空中的传播速度c＝3.0×10⁸ m/s）。

如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为，∠A=60°．一细光束从AC的中点D垂直AC面入射，AD，求：

①画出光路图并计算出光从棱镜第一次射入空气时的折射角；
②光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间（光在真空中的传播速度为c）．

如图所示。某折射率为2的玻璃透明体的横截面为1／4园。圆弧半径为R。ao⊥bo，bo面被涂黑，使其完全吸收光。现在是一束宽度为R的平行光垂直ao面入射，从外侧面看ab弧的外表面只有一部分是光亮的。试求光亮部分的弧长。

如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体.容器底部靠近左侧器壁处有一竖直放置的6.0cm高的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜看不到线光源的任何一部分.将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率.

如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，半径为R，介质折射率为，圆心角为30°，一束平行于OB的单色光由OA面射入介质，要使柱体AB面上没有光线射出，至少要在O点时竖直放置多高的遮光板？(不考虑OB面的反射)。

如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P，现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的P′点，与原来相比向左平移了3.46 cm，已知透明体对光的折射率为。求光在透明体里运动的时间。

如题图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，求：

（1）这束光在玻璃柱体内的折射角；
（2）这束光在玻璃柱体内的速度；
（3）圆弧AB上有光透出部分的弧长。

如图所示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图。玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c。

（1） 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在AB端面上的入射角i应满足的条件； 
（2） 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。 

某种光学元件由两种不同透明物质I和透明物质II制成，其横截面如图所示．O为AB中点，半圆形透明物质1的折射率为，透明物质II的折射率为n₂．一束光在纸面对准O点射入半圆形透明物质I，当逐渐增大光线与AB面垂线的夹角到θ时，通过观察发现此时从AC面射出的光线恰好消失，同时有光线垂直BC面射出，不考虑元件II中多次反射的情况．求：

（i）该透明物质II的折射率n₂；
（ii）光线与AB面垂线的夹角θ的正弦值．

如图甲所示，在平静的水面下深d处有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，其半径为R。周边为环状区域，其宽度为ΔL且为a光的颜色（见图乙）。则：两种色光的折射率n_a、n_b分别是多少？

一玻璃三棱柱竖直放在水平桌面上，其底面A₁B₁C₁是边长a=12cm的等边三角形，柱高L=12cm。现在底面的中 心O处放置一点光源，不考虑三棱柱内的反射光，玻璃的折射率为 , 求三个侧面的发光的总面积。

如图所示，某同学用插针法测定半圆形玻璃砖的折射率，按规范先后插入、、、四枚大头针后，移开玻璃砖作出分析图．用圆规以点为圆心画一个圆，分别交入射光线和折射光线于A点和B点，量出这两点到轴的距离分别为、，求:

①玻璃砖的折射率；
②恰好发生全反射时临界角的正弦值．

如图所示，折射率n1=1.5的半圆形玻璃砖置于光屏MN的止方。整个装置置于盛满折射率为n2=1.5的液体的容器中，其平面AB到MN的距离为h=20cm。一束单色光沿图示方向射向圆心O，经玻璃砖后射到光屏上的O点。现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动。

①当玻璃砖转过30°时，求射到光屏上的光点到的距离x；
②求射到光屏上的光点离的最远距离；