光路控制与光的色散
1.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点
平行玻璃砖
三棱镜
圆柱体(球)
结构
玻璃砖上下表面是平行的
横截面为三角形的三棱镜
横截面是圆
对光
线的
作用
通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移
通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折
圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折
应用
测量玻璃的折射率
全反射棱镜，改变光的传播方向
改变光的传播方向
2.各种色光的比较与分析
颜色
红橙黄绿蓝靛紫
频率ν
低→高
同一介质中的折射率
小→大
同一介质中的速度
大→小
同一介质中的波长
长→短
通过同一棱镜的偏折角
小→大
同一介质中的临界角
大→小
同一装置的双缝干涉条纹间距
大→小
例1(多选)《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献,书中对彩虹作了如下描述:“虹乃雨中日影也,日照雨则有之”。彩虹成因的简化示意图如图所示,设水滴是球形的,图中的圆代表水滴过球心的截面,入射光线在过此截面的平面内,a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是()
A.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹
B.水滴对a光的临界角小于对b光的临界角
C.在水滴中,a光的波长大于b光的波长
D.在水滴中,a光的传播速度大于b光的传播速度
听课笔记?
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例2图甲是二战时期的DZG转角射击步枪,可让士兵的头部躲在掩体之内进行射击。其瞄准装置的核心部件是用两个形状为等腰直角三角形的全反射棱镜制作而成,如图乙所示。若有一束黄光从a点垂直射入第一个棱镜,从d点垂直射出第二个棱镜,棱镜对黄光的折射率n=2,光在两棱镜间的空气中传播速度可视为c=3×108m/s。已知a、b、c、d均为棱镜对应边的中点,棱镜的斜边长为L1=4cm,bc距离为L2=13cm。
(1)若改用紫光从a点垂直射入,试判断在棱镜中还能发生全反射现象吗?
(2)求黄光从a传播到d点所用的时间t。
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跟踪训练
1.由红、蓝两种单色光组成的复色光以一定的入射角从空气斜射向平行玻璃砖,射出时形成如图中a、b所示的两束光,下列说法正确的是()
A.a光为蓝光
B.b光光子的能量较大
C.b光在玻璃砖中传播的速度更大
D.a、b光通过同一狭缝时b光的衍射现象更明显
2.如图所示,一束可见光穿过玻璃三棱镜后,变为a、b、c三束单色光。其中光束b是黄光,则关于这三束光的说法正确的是()
A.光束c可能是红光
B.用同一装置做双缝干涉实验,a光的条纹间距最大
C.玻璃对单色光c的折射率最小
D.光束a在玻璃中传播的速度最小
3.如图所示,由波长为λ1和λ2的单色光组成的一束复色光,经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。O是两单色光中央亮条纹的中心位置,P1和P2分别是波长为λ1和λ2的光形成的距离O点最近的亮条纹中心位置,反射光入射到三棱镜一侧面上,从另一侧面M和N位置出射,则()
A.λ1λ2,M是波长为λ1的光出射位置
B.λ1λ2,N是波长为λ1的光出射位置
C.λ1λ2,M是波长为λ1的光出射位置
D.λ1λ2,N是波长为λ1的光出射位置