第十二章第三节光的折射全反射(实验：测定玻璃的折射率)

第三节 光的折射 全反射(实验：测定玻璃的折射率)考点一 光的折射定律 折射率1．折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n .(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量． (2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2.(3)计算公式：n ＝cv ，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1．(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．命题视角1 折射率的计算(2015·高考安徽卷)如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上，经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气．当出射角i ′和入射角i 相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( )A.sinα＋θ2sin α2B ．sinα＋θ2sin θ2C.sin θsin ⎝⎛⎭⎫θ－α2D ．sin αsin ⎝⎛⎭⎫α－θ2[思路点拨] 由图中所标示的角度找出在AB 界面上对应的入射角和折射角，其折射角应利用角α的平分线来寻找，然后利用折射率表达式求解．[解析] 当出射角i ′和入射角i 相等时，由几何知识，作角A 的平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示可知∠1＝∠2＝θ2，∠4＝∠3＝α2而i ＝∠1＋∠4＝θ2＋α2由折射率公式n ＝sin isin ∠4＝sinα＋θ2sin α2选项A 正确．[答案] A命题视角2 折射定律的应用(2016·湖北部分重点中学模拟)如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R ，折射率是3，AB 是一条直径，今有一束平行光沿AB 方向射向圆柱体，若一条入射光线经折射后恰经过B 点，则这条入射光线到AB 的距离是多少？[思路点拨] (1)射向圆柱(球)表面的光线，圆心与入射点的连线即为法线，过入射点的切线即为界面．(2)由圆的有关知识确定边角关系． (3)由折射定律确定折射率(或有关关系式)．[解析] 设光线P 经折射后经过B 点，光路如图所示． 根据折射定律有n ＝sin αsin β＝3在△OBC 中，由正弦定理得 sin βR ＝sin α2R ·cos β 可得β＝30°，α＝60° 所以CD ＝R sin α＝32R . [答案]32R1．[视角1](2014·高考北京卷)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r ＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1，正确反映电磁波穿过该材料的传播途径的示意图是( )解析：选B.由题意知，折射线和入射线位于法线的同一侧，n ＝－1，由折射定律可知，入射角等于折射角，所以选项B 正确．2．[视角2](2014·高考江苏卷)Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒， 这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉. 电子显微镜下鳞片结构的示意图如下. 一束光以入射角 i 从 a 点入射，经过折射和反射后从 b 点出射. 设鳞片的折射率为 n , 厚度为 d , 两片之间空气层厚度为h . 取光在空气中的速度为 c ，求光从 a 到 b 所需的时间 t .解析：设光在鳞片中的折射角为γ， 由折射定律知sin i ＝n sin γ在鳞片中传播的路程l 1＝2d cos γ，传播速度v ＝cn ，传播时间t 1＝l 1v，解得t 1＝2n 2dcn 2－sin 2i同理，在空气中的传播时间t 2＝2hc cos i则t ＝t 1＋t 2＝2n 2d cn 2－sin 2i＋2hc cos i. 答案：2n 2d c n 2－sin 2i ＋2hc cos i1.折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定．由n ＝sin θ1sin θ2定义和计算，但与入射角θ1、折射角θ2无关．2．由n ＝cv 可计算光的折射率，n 是从真空射入某种介质的折射率．对两种介质来说，若n 1>n 2，则折射率为n 1的称为光密介质，折射率为n 2的称为光疏介质．3．光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变．可以根据v ＝λf 和n ＝cv 判断．4．应用光的折射定律解题的一般思路(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图．(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等．(3)注意在折射现象中，光路是可逆的．考点二 全反射1．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角≥临界角．2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n．3．对全反射现象的理解(1)在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．(2)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．(3)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．(2015·高考山东卷)半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ′的截面如图所示．位于截面所在的平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出．当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射．求A 、B 两点间的距离．[解析] 当光线在O 点的入射角为i 0时，设折射角为r 0，由折射定律得sin r 0设A 点与左端面的距离为d A ，由几何关系得 sin r 0＝Rd 2A ＋R 2②若折射光线恰好发生全反射，则在B 点的入射角恰好为临界角C ，设B 点与左端面的距离为d B ，由折射定律得sin C ＝1n③由几何关系得sin C ＝d Bd 2B ＋R 2④设A 、B 两点间的距离为d ，可得 d ＝d B －d A ⑤ 联立①②③④⑤式得d ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R . [答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 2－1－n 2－sin 2i 0sin i 0R3.(2014·高考全国卷Ⅰ)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．解析：(1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图，由全反射条件有n由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R . (2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R 射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出． 答案：(1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出4．(2015·高考海南卷)一半径为R 的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示．已知玻璃的全反射临界角为γ(γ<π3)．与玻璃砖的底平面成⎝⎛⎭⎫π2－γ角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度．解析：如图所示，设光线从A 沿半径方向进入半圆柱形玻璃砖，恰好与法线重合，折射光线恰好射入圆心O 处，由图中几何关系，可知该光线在O 点的入射角恰好等于临界角而发生全反射．由几何光路可知：从BA ︵部分射入的光线在BO 界面发生全反射，无光线射出，从AC ︵部分射入的光线在OD 界面有光线射出．由全反射条件知∠OCD ＝γ由几何关系，可知∠COD ＝γ，∠CDO ＝π－2γ 即sin γOD ＝sin(π－2γ)R 得OD ＝R 2cos γ.答案：R2cos γ1.求解全反射现象中光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v ＝cn .(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定． (3)利用t ＝lv 求解光的传播时间．2．解决全反射问题的一般方法 (1)确定光是从光密介质进入光疏介质． (2)应用sin C ＝1n确定临界角．(3)根据题设条件，判定光在传播时是否发生全反射． (4)如发生全反射，画出入射角等于临界角时的临界光路图．(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算，解决问题．考点三 光的色散 棱镜1．光的色散(1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图． (2)成因由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．(3)2.棱镜三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散．实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率n 随波长λ的变化符合科西经验公式：n ＝A ＋B λ2＋Cλ4，其中A 、B 、C 是正的常量．太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如下图所示．则( )A ．屏上c 处是紫光B ．屏上d 处是红光C．屏上b处是紫光D．屏上a处是红光E．屏上d处是紫光[审题点睛]根据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得各光的频率、波长等的大小关系，即可判断各光可能的顺序．[解析]白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小．故屏上a处为红光，屏上d处为紫光，D、E正确．[答案]DE命题视角2光路的计算与判断(2014·高考福建卷)如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是()[思路点拨]解答本题时应从以下两点进行分析：(1)光的折射定律．(2)光的全反射发生的条件．[解析]光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项A正确，选项C错误．当光从空气射入玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项B、D错误．[答案] A5.[视角1](2015·高考重庆卷)虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示．M、N、P、Q点的颜色分别为()A．紫、红、红、紫B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红D．紫、红、紫、红解析：选A.由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的颜色为红色；同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色为紫色，所以只有A项正确．6.[视角2](1)一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光a、b.已知a光的频率小于b光的频率．下面哪个光路图可能是正确的()(2)如图所示，含有两种单色光的一细光束，以入射角θ射入厚度为d的平行玻璃砖中，该玻璃砖对两种单色光的折射率分别为n1和n2，且n1>n2.求两束单色光从下表面射出时出射点之间的距离．解析：(1)由于a光的频率小于b光的频率，可知a光的折射率小于b光的折射率．在上表面a、b两束单色光的入射角相同，由折射定律可判断出a光的折射角大于b光的折射角．在下表面，光线由玻璃射向空气，光线折射率为折射角正弦比入射角正弦，故下表面的折射角应与上表面的入射角相同，即通过玻璃砖后的出射光线应与原入射光线平行．(2)光路图如图所示，则n 1＝sin θsin r 1，n 2＝sin θsin r 2tan r 1＝x 1d ，tan r 2＝x 2dΔx ＝x 2－x 1联立各式解得Δx ＝d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ. 答案：(1)B(2)d sin θ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n 22－sin 2θ－1n 21－sin 2θ1．光的色散中的三个注意问题(1)明确题意，入射光为复色光，在出射光中，不同色光的偏折不同．(2)红光的折射率最小，其偏折最小．(3)紫光的折射率最大，其临界角最小，最易发生全反射．(4)光的色散现象常和光的折射现象相互关联，各种色光的频率不同，在同种介质中的折射率不同，波速、波长相应地发生变化．2．光路分析的注意问题(1)若光线从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，而同时发生反射和折射现象．(2)若光线从光密介质射向光疏介质，是否发生全反射，要根据计算判断，要注意不同色光临界角不同．(3)作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线．(4)解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识．考点四 实验：测定玻璃的折射率1．实验原理用插针法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式n ＝sin θ1sin θ2计算玻璃的折射率． 2．实验过程(1)铺白纸、画线．①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线MN ，并画一条线段AO 作为入射光线．②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb ′.(2)插针与测量．①在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置．②移去玻璃砖，连接P 3、P 4并延长交bb ′于O ′，连接OO ′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM ，折射角θ2＝∠O ′ON .③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中．④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据．3．数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值．(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率． (3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n ：以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图所示，sin θ1＝EH OE ，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin θ1sin θ2＝EH E ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .4．注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的．(2)大头针要插得竖直，且间隔要大些．(3)入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．(4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线．(5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变．某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行．正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图甲所示．(1)此玻璃的折射率计算式为n ＝________(用图中的θ1、θ2表示)；(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度________(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量．(3)若该同学用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sin θ1－sin θ2的图象如图乙所示，下列判断不正确的是________．A ．他做实验时，研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象B ．玻璃的折射率为0.67C ．玻璃的折射率为1.5D ．玻璃临界角的正弦值为0.67E ．玻璃临界角的正弦值为0.33[解析] (1)据题意可知入射角为90°－θ1，折射角为90°－θ2，则玻璃的折射率为n ＝sin(90°－θ1)sin(90°－θ2)＝cos θ1cos θ2. (2)玻璃砖越宽，光线在玻璃砖内的传播方向越容易确定，测量结果越准确．故应选用宽度大的玻璃砖来测量．(3)由sin θ1－sin θ2图象可知，sin θ1sin θ2＝10.67≈1.5>1，故光是从空气射入玻璃的，入射角为θ1，A 正确．由折射率的定义知n ＝1.5，B 错误，C 正确．由临界角定义知临界角的正弦值sin C ＝1n＝0.67，D 正确，E 错误．故选BE. [答案] 见解析7．(2016·郑州一中模拟)(1)几位同学做“用插针法测定玻璃折射率”实验，图示直线aa ′、bb ′表示在白纸上画出的玻璃砖的两个界面．几位同学进行了如下操作：A．甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′与bb′不平行，其他操作正确B．乙同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′和bb′后，将玻璃砖向aa′方向平移了少许，其他操作正确C．丙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，其他操作正确上述几位同学的操作，对玻璃折射率的测定结果没有影响的是________(填写选项前的字母)．(2)在用插针法测玻璃砖折射率的实验中，已确定好入射方向AO，插了两枚大头针P1和P2，如图所示(①②③是三条直线)．在以后的操作说法中你认为正确的是________．A．在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在③线上B．保持O点不动，减小入射角，在bb′侧调整观察视线，另两枚大头针P3和P4可能插在①线上C．保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，这可能是光在bb′侧面发生全反射解析：(1)甲同学选定的玻璃砖两个光学面aa′和bb′不平行，不会影响入射角和折射角的确定；乙同学将玻璃砖向aa′方向平移了少许，直线aa′、bb′之间的距离仍然等于玻璃砖的厚度，入射角和折射角的大小不变；丙同学在白纸上画aa′和bb′间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微大些，使画出的入射点向左移，出射点向右移，所画的折射角比实际值大，算得的折射率将偏小．(2)由折射定律得知，光线通过平行玻璃砖后向一侧发生侧移，由于光线在上表面折射时，折射角小于入射角，则出射光线向②一侧偏移，如图，故另两枚大头针P3和P4不可能插在③线上．故A错误．若保持O点不动，减小入射角，折射角也减小，另外两枚大头针P3和P4可能插在①线上．故B正确．若保持O点不动，增大入射角，在bb′侧调整观察视线，看不清P1和P2的像，反射光增强，折射光线减弱，根据光路可逆性原理得知，光线不可能在bb′界面发生全反射．故C错误．答案：(1)AB (2)B8.学校开展研究性学习，某研究小组的同学根据所学的光学知识，设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示．在一圆盘上，过其圆心O 作两条互相垂直的直径BC 、EF ，在半径OA 上，垂直盘面插下两枚大头针P 1、P 2，并保持P 1、P 2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P 1、P 2的像，并在圆周上插上大头针P 3，使P 3正好挡住P 1、P 2的像．同学们通过计算，预先在圆周EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据P 3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：(1)若∠AOF ＝30°，OP 3与OC 的夹角为30°，则P 3处所对应的折射率的值为________．(2)图中P 3、P 4两位置________处所对应的折射率值大．(3)作AO 的延长线交圆周于K ，K 处所对应的折射率值应为________．解析：(1)根据折射定律n ＝sin θ1sin θ2，题中θ1＝60°，θ2＝∠AOF ＝30°，所以n ＝sin 60°sin 30°＝1.73. (2)图中P 4对应的入射角大于P 3所对应的入射角，所以P 4对应的折射率大．(3)因A 、O 、K 在一条直线上，入射角等于折射角，所以K 处对应的折射率为1.答案：(1)1.73 (2)P 4 (3)1一、选择题(每小题至少有一个选项正确)1．(2015·高考福建卷)如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ，波长分别为λa 、λb ，该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ，则( )A ．λa <λb ，n a >n bB ．λa >λb ，n a <n bC ．λa <λb ，n a <n bD ．λa >λb ，n a >n b[导学号76070589] 解析：选B.一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长．所以λa >λb ，n a <n b .故选项B 正确．2.(2015·高考天津卷)中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a 、b 是两种不同频率的单色光，则两光( )A ．在同种玻璃中传播，a 光的传播速度一定大于b 光B ．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b 光侧移量大C ．分别照射同一光电管，若b 光能引起光电效应，a 光也一定能D ．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a 光[导学号76070590] 解析：选C.由题图可知，a 光在同一介质中的折射率大，其频率大．选项A ：根据n ＝c v ，知a 光在玻璃中的传播速度小，选项A 错误．选项B ：当a 、b 光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a 光的侧移量大，选项B 错误．选项C ：由于a 光的频率大，且频率越大，越容易引起光电效应，选项C 正确．选项D ：由sin C ＝1n，可知a 光的临界角小，即a 光比b 光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b 光，选项D 错误．3.(2015·西安质检)如图所示，从点光源S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab 间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )A ．a 侧是红色光，b 侧是紫色光B ．在真空中a 侧光的波长小于b 侧光的波长C ．三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率D ．在三棱镜中a 侧光的传播速率大于b 侧光的传播速率E ．在同种条件下做双缝干涉实验，a 光的条纹间距小于b 光[导学号76070591] 解析：选BCE.红光的折射率小，所以偏折角小，故b 侧为红色光，a 侧为紫色光，红色光的波长比紫色光的波长长，干涉条纹间距也大，在玻璃中的传播速率也大，B 、C 、E 正确，A 、D 错误．4.(2015·高考四川卷)直线P1P 2过均匀玻璃球球心O ，细光束a 、b平行且关于P 1P 2对称，由空气射入玻璃球的光路如图，a 、b 光相比( )A ．玻璃对a 光的折射率较大B ．玻璃对a 光的临界角较小C ．b 光在玻璃中的传播速度较小D ．b 光在玻璃中的传播时间较短[导学号76070592] 解析：选C.由图可知a 、b 两入射光线的入射角i 1＝i 2，折射角r 1＞r 2，由折射率n ＝sin i sin r知玻璃对b 光的折射率较大，选项A 错误；设玻璃对光的临界角为C ，sin C ＝1n，a 光的临界角较大，故选项B 错误；光在介质中的传播速度v＝cn，则a光的传播速度较大，b光的传播速度较小，故选项C正确；b光的传播速度小，且通过的路程长，故b光在玻璃中传播的时间长，故选项D错误．5.如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则()A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率不变D．小球所发的光从水中进入空气后频率变大E．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大[导学号76070593]解析：选CE.发光小球沿水平方向发出的光，均能射出玻璃缸，不发生全反射，选项A错误；小球发出的光射到水面上时，当入射角大于等于临界角时，会发生全反射，选项B错误；光的频率由光源决定，光由一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，选项C正确D错误；根据n＝cv，光在水中的传播速度较小，选项E正确．6.(2014·高考重庆卷)打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是()A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出C．若θ<θ1，光线会从OP边射出D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射[导学号76070594]解析：选D.题图中，要使光线可在OP边发生全反射，图中光线在OP边上的入射角大于90°－θ2.从OP边上反射到OQ边的光线，入射角大于90°－(180°－3θ1)＝3θ1－90°可使光线在OQ边上发生全反射．若θ>θ2，光线不能在OP边上发生全反射；若θ<θ1，光线不能在OQ边上发生全反射，综上所述，选项D正确．7.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ区域B光的光斑消失，则()A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大C．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑。