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光的全反射
小慧在做光的折射规律实验时偶然发现:当激光从水中斜射向空气中时,当入射角增大到一定角度时,折射光线会消失,只剩下反射光线(如图甲所示)。这到底是什么原因呢通过查阅资料,他终于明白了其中的奥妙。
(图甲) (图乙)
当光线从一种介质1(如水)射向另一种介质2(如空气)时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光(如图乙所示)。但当介质1(如水)的折射率大于介质2(如空气)的折射率,即光从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时折射光消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。 只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。
光密介质和光疏介质是相对的。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言, 水就是光疏介质。介质的折射率小越小,光在其中传播的速度越快。
光纤通信就是利用光的全反射原理。光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质,光从内芯传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。
(1)由全反射的条件可知,当光从空气斜射到水中时____(会/不会)发生全反射现象。
(2)若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时_____(会/不会)发生全反射现象。
(3)光导纤维的外套相对于内芯介质来说是_____(光疏介质/光密介质);外套的折射率____内芯介质(大于/等于/小于)
(4))一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图所示),请在图中完成这束入射光的光路图_________。(光由玻璃进入空气的临界角是41.8°)
八年级物理综合题困难题
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小慧在做光的折射规律实验时偶然发现:当激光从水中斜射向空气中时,当入射角增大到一定角度时,折射光线会消失,只剩下反射光线(如图甲所示)。这到底是什么原因呢?通过查阅资料,他终于明白了其中的奥妙。
(图甲) (图乙)
当光线从一种介质1(如水)射向另一种介质2(如空气)时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光(如图乙所示)。但当介质1(如水)的折射率大于介质2(如空气)的折射率,即光从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时折射光消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。 只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。
光密介质和光疏介质是相对的。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言, 水就是光疏介质。介质的折射率小越小,光在其中传播的速度越快。
光纤通信就是利用光的全反射原理。光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质,光从内芯传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。
(1)由全反射的条件可知,当光从空气斜射到水中时 (选填“会”或“不会”)发生全反射现象;若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时 (选填“会”或“不会”)发生全反射现象。
(2)光导纤维的外套相对于内芯介质来说是 (选填“光疏介质”或“光密介质”);外套的折射率 内芯介质(选填“大于”、“等于”或“小于”); 红光在光纤中传播的速度 (同上)紫光。
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小慧在做光的折射规律实验时偶然发现:当激光从水中斜射向空气中时,当入射角增大到一定角度时,折射光线会消失,只剩下反射光线(如图甲所示)。这到底是什么原因呢?通过查阅资料,他终于明白了其中的奥妙。
(图甲) (图乙)
当光线从一种介质1(如水)射向另一种介质2(如空气)时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光(如图乙所示)。但当介质1(如水)的折射率大于介质2(如空气)的折射率,即光从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时折射光消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。 只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。
光密介质和光疏介质是相对的。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言, 水就是光疏介质。介质的折射率小越小,光在其中传播的速度越快。
光纤通信就是利用光的全反射原理。光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质,光从内芯传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。
(1)由全反射的条件可知,当光从空气斜射到水中时 (选填“会”或“不会”)发生全反射现象;若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时 (选填“会”或“不会”)发生全反射现象。
(2)光导纤维的外套相对于内芯介质来说是 (选填“光疏介质”或“光密介质”);外套的折射率 内芯介质(选填“大于”、“等于”或“小于”); 红光在光纤中传播的速度 (同上)紫光。
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小慧在做光的折射规律实验时偶然发现:当激光从水中斜射向空气中时,当入射角增大到一定角度时,折射光线会消失,只剩下反射光线(如图甲所示)。这到底是什么原因呢通过查阅资料,他终于明白了其中的奥妙。
(图甲) (图乙)
当光线从一种介质1(如水)射向另一种介质2(如空气)时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光(如图乙所示)。但当介质1(如水)的折射率大于介质2(如空气)的折射率,即光从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大时,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时折射光消失,只剩下反射光,这种现象称为全反射现象。刚好发生全反射时的入射角叫做临界角。 只有入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。
光密介质和光疏介质是相对的。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言, 水就是光疏介质。介质的折射率小越小,光在其中传播的速度越快。
光纤通信就是利用光的全反射原理。光导纤维在结构上有内芯和外套两种不同介质,光从内芯传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。
(1)由全反射的条件可知,当光从空气斜射到水中时____(会/不会)发生全反射现象。
(2)若光由水进入空气的临界角是48.5°,则入射光以60°的入射角从水射向空气时_____(会/不会)发生全反射现象。
(3)光导纤维的外套相对于内芯介质来说是_____(光疏介质/光密介质);外套的折射率____内芯介质(大于/等于/小于)
(4))一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图所示),请在图中完成这束入射光的光路图_________。(光由玻璃进入空气的临界角是41.8°)
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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加10°),观察反射光线和折射光线的变化,并记录了入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象,当把入射角增大到45°时,发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查仪器一切正常.又试了几次结果还是一样,但又有了新的发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线时明显增强.这是怎么一回事呢?小名请教了物理老师,老师告诉他:光从玻璃、水等介质射向空气,入射角增大时,折射光线离法线越来越远,而且越来越弱;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道这种玻璃的临界角是多少,玻璃和水的临界角相等吗,于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的实验数据:
仔细考察小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:
(1)请你针对“当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光线完全消失”这一物理现象,给它一个合适的名字叫光的________(全折射/全反射);
(2)根据实验数据,玻璃的临界角________水的临界角(大于/等于/小于).
(3)光从玻璃射向空气,入射角增大时(入射角小于临界角),反射光越来越________(强/弱);
(4)光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光线________(可能/不可能) 完全消失;
(5)如图是一块玻璃三棱镜(等腰直角),周围是空气,一束光垂直于一个直角面射向三棱镜画出这束光的光路图________.
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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加10°),观察反射光线和折射光线的变化,并记录了入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象,当把入射角增大到45°时,发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查仪器一切正常.又试了几次结果还是一样,但又有了新的发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线时明显增强.这是怎么一回事呢?小名请教了物理老师,老师告诉他:光从玻璃、水等介质射向空气,入射角增大时,折射光线离法线越来越远,而且越来越弱;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道这种玻璃的临界角是多少,玻璃和水的临界角相等吗,于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的实验数据:
表1 光从玻璃射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)
α/度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 41 | 41.2 | 41.4 | 41.6 | 41.8 | 42 |
β/度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 41 | 41.2 | 41.4 | 41.6 | 41.8 | 42 |
γ/度 | 0 | 15.2 | 30.9 | 48.6 | 74.6 | … | 79.8 | 81.1 | 82.7 | 84.8 | 90 | ? |
表2 光从水射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)
α/度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 45 | … | 48.2 | 48.4 | 48.6 | 50 |
β/度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 45 | … | 48.4 | 48.4 | 48.6 | 50 |
γ/度 | 0 | 13.4 | 27.0 | 41.7 | 58.7 | … | 70.1 | … | 82.7 | 84.0 | 90 | ? |
仔细考察小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:
(1)请你针对“当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光线完全消失”这一物理现象,给它一个合适的名字叫光的 (全折射/全反射);
(2)根据实验数据,玻璃的临界角 水的临界角(大于/等于/小于).
(3)光从玻璃射向空气,入射角增大时(入射角小于临界角),反射光越来越 (强/弱);
(4)光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光线 (可能/不可能) 完全消失;
(5)如图2是一块玻璃三棱镜(等腰直角),周围是空气,一束光垂直于一个直角面射向三棱镜画出这束光的光路图.
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阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
如图1所示,一束激光从某种玻璃中射向空气(如图所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于或等于临界角时,只发生反射,不发生折射。
海面上出现的海市蜃楼奇景如图2所示,就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观.在夏季,白昼海水温度比较低,所以在海面上方的空气出现下冷上暖的现象.由于空气的热胀冷缩,因此空气层下密上疏.景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层,并在上层发生了全反射,光线又折回到下层密的气层中来,经过这样弯曲的线路,最后投入人的眼中.由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此看到的“景物”比实物抬高了许多.
人们利用光的全反射的现象制成了光缆,用于通信等方面.光在均匀透明的玻璃棒中传播,即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上,借助于接连不断地全反射,可以将光从一端传导到另一端,即使棒的截面直径很小,甚至到微米数量级,传导的效果也不变,这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图3所示.
光导纤维束已成为一种新的光学基本元件,在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用.荣获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出,被世界誉为“光纤通讯之父”.
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)光导纤维是利用______________传导信息的。
(2)海市蜃楼情景中,人眼看到的空中的“景物”是________像(选填“实”或“虚”).
(3)当光从空气射向玻璃,__________(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图所示),请在图中完成这束入射光穿过三棱镜的光路图。
(__________)
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阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫作光的全反射,发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是________。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为________。
(3)当光从空气射向玻璃时,________(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
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阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角.当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射.
(1)上述玻璃的临界角是___________。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为___________。
(3)当光从空气射向玻璃,___________ (选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
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阅读短文并回答下列问题:
光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图甲所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫作光的全反射,发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是___________。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为___________。
(3)当光从空气射向玻璃,__________(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图乙所示),请在图中完成这束入射光的光路图________
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光的全反射
一束激光从某种玻璃中射向空气(如图甲所示),保持入射点不动,改变入射角(每次增加0.2°),当入射角增大到41.8°时,折射光线消失,只存在入射光线与反射光线,这种现象叫作光的全反射,发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时,只发生反射,不发生折射。
(1)上述玻璃的临界角是___________。
(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强,其原因是折射光消失后,入射光几乎全部变为___________。
(3)当光从空气射向玻璃,__________(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象。
(4)一个三棱镜由上述玻璃构成,让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图乙所示),请在图中完成这束入射光的光路图________
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