一束截面為圓形(半徑為R)的平行單色光正面射向一玻璃半球的平面,如圖所示,經(jīng)折射后在屏S上形成一圓形光斑.已知入射光的波長(zhǎng)為λ、功率為P,玻璃半球的半徑為R,折射率為n,屏S  到球心O的距離為d(d>3R).
(1)從O點(diǎn)射入玻璃磚的光線要多長(zhǎng)時(shí)間能到達(dá)屏S?
(2)光從圓弧面上什么范圍射出?
(3)屏S上光斑的半徑為多大?
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解(1)光線在玻璃中的時(shí)間t1=
R
v1
=
R
c
n
;光線在空氣中的時(shí)間t2=
d-R
c
.則從O點(diǎn)射入玻璃磚的光線要能到達(dá)屏S的時(shí)間t=t1+t2=
R
c
n
+
d-R
c
=
(n-1)R+d
c

(2)光線從玻璃射入空氣,當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí),則會(huì)發(fā)生光的全反射現(xiàn)象,
所以臨界角θ=arcsin
1
n
,光從圓弧AO1B部分出射,
則有∠AOO1=∠BOO1=arcsin
1
n
; 
(3)作出光路圖,根據(jù)幾何關(guān)系可得:r=O2J=(d-IO)cotθ,
IO=
R
cosθ
,
解得:r=d
n2-1
-nR
  
答:(1)從O點(diǎn)射入玻璃磚的光線要間t=
(n-1)R+d
c
時(shí)間能到達(dá)屏S;
(2)光從圓弧面上AO1B部分范圍射出則有∠AOO1=∠BOO1=arcsin
1
n
;
(3)屏S上光斑的半徑得:r=d
n2-1
-nR
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2006?深圳二模)如圖所示,一束截面為圓形(半徑R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形彩色亮區(qū).已知玻璃半球的半徑為R,屏幕S至球心的距離為D(D>4R),不考慮光的干涉和衍射,試問(wèn):
(1)在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色?
(2)若玻璃半球?qū)Γ?)中最外側(cè)色光的折射率為n,請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的最大半徑.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一束截面為圓形、半徑為R的平行單色光,垂直射向一玻璃半球的上表面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū).已知玻璃半球的半徑為R,屏幕S到球心的距離為d(d>3R),玻璃對(duì)該單色光的折射率為n,不考慮光的干涉和衍射,求屏幕上被照亮區(qū)域的半徑.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,一束截面為圓形(半徑R)的平行單色光垂直射向一玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕P上形成一個(gè)圓形亮區(qū).已知玻璃半球的直徑為d=0.1米,屏幕p至球心的距離為s=0.4米,不考慮光的干涉和衍射,若玻璃半球?qū)紊獾恼凵渎蕿閚=
2
,求圓形亮區(qū)的半徑.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?丹東模擬)[物理--選修3-4]
34-1.一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波形圖如圖甲所示,a、b、c、d是波傳播方向上的四個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置.如再過(guò)
3
2
個(gè)周期,其中某質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)的圖象如圖乙所示,則該質(zhì)點(diǎn)是
A.a(chǎn)處質(zhì)點(diǎn)    B.b處質(zhì)點(diǎn)
C.c處質(zhì)點(diǎn)    D.d處質(zhì)點(diǎn)

34-2.如圖所示,一束截面為圓形(半徑R=1m)的平行紫光垂直射向一半徑也為R的玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形亮區(qū).屏幕S至球心距離為D=(
2
+1)m,不考慮光的干涉和衍射,試問(wèn):

①若玻璃半球?qū)ψ仙獾恼凵渎蕿閚=
2
,請(qǐng)你求出圓形亮區(qū)的半徑.
②若將題干中紫光改為白光,在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的邊緣是什么顏色?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)[物理--選修3-4]
(1)下列說(shuō)法正確的是
 

A.雨后天空出現(xiàn)的彩虹是光的衍射現(xiàn)象
B.相對(duì)論認(rèn)為:真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的
C.橫波在傳播過(guò)程中,波峰上的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到相鄰的波峰所用的時(shí)間為一個(gè)周期
D.電磁波和機(jī)械波一樣依賴(lài)于媒質(zhì)傳播
(2)如圖所示,一束截面為圓形(半徑R)的平行白光垂直射向一玻璃半球的平面,經(jīng)折射后在屏幕S上形成一個(gè)圓形彩色亮區(qū).已知玻璃半球的半徑為R,屏幕S至球心的距離為d(d>3R),不考慮光的干涉和衍射,試問(wèn):
①在屏幕S上形成的圓形亮區(qū)的最外側(cè)是什么顏色?
②若玻璃半球?qū)ψ钔鈧?cè)色光的折射率為n,求出圓形亮區(qū)的最大半徑.

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