荊軻奉樊於期頭函,而秦武陽奉地圖匣,以次進。至陛下,秦武陽色變振恐,群臣怪之,荊軻顧笑武陽,前為謝曰:“北蠻夷之鄙人,未嘗見天子,故振懾,愿大王少假借之,使畢使于前!鼻赝踔^軻曰:“起,取武陽所持圖!”
軻既取圖奉之,發(fā)圖,圖窮而匕首見。因左手把秦王之袖,而右手持匕首揕之。未至身,秦王驚,自引而起,絕袖。拔劍,劍長,操其室。時恐急,劍堅,故不可立拔。
荊軻逐秦王,秦王還柱而走。群臣驚愕,卒起不意,盡失其度。而秦法,群臣侍殿上者,不得持尺兵;諸郎中執(zhí)兵,皆陳殿下,非有詔不得上。方急時,不及召下兵,以故荊軻逐秦王,而卒惶急無以擊軻,而乃以手共搏之。
8. 解釋下列句中加點的詞。
(1)愿大王少假借之
(2)自引而起,絕袖
(3)秦王還柱而走
(4)而卒惶急無以擊軻
6.玻璃磚
所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當光線從上表面入射,從下表面射出時,其特點是:⑴射出光線和入射光線平行;⑵各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散;⑶射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關;⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。
例題分析
例1:直角三棱鏡的頂角α=15°, 棱鏡材料的折射率n=1.5,一細束單色光如圖所示垂直于左側面射入,試用作圖法求出該入射光第一次從棱鏡中射出的光線。
解:由n=1.5知臨界角大于30°小于45°,邊畫邊算可知該光線在射到A、B、C、D各點時的入射角依次是75°、60°、45°、30°,因此在A、B、C均發(fā)生全反射,到D點入射角才第一次小于臨界角,所以才第一次有光線從棱鏡射出。
例2:如圖所示,一條長度為L=5.0m的光導纖維用折射率為n=的材料制成。一細束激光由其左端的中心點以α= 45°的入射角射入光導纖維內(nèi),經(jīng)過一系列全反射后從右端射出。求:⑴該激光在光導纖維中的速度v是多大?⑵該激光在光導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是多少?
解:⑴由n=c/v可得v=2.1×108m/s
⑵由n=sinα/sinr可得光線從左端面射入后的折射角為30°,射到側面時的入射角為60°,大于臨界角45°,因此發(fā)生全反射,同理光線每次在側面都將發(fā)生全反射,直到光線達到右端面。由三角關系可以求出光線在光纖中通過的總路程為s=2L/,因此該激光在光導纖維中傳輸所經(jīng)歷的時間是t=s/v=2.7×10-8s。
例3:如圖所示,一細束紅光和一細束藍光平行射到同一個三棱鏡上,經(jīng)折射后交于光屏上的同一個點M,若用n1和n2分別表示三棱鏡對紅光和藍光的折射率,下列說法中正確的是
A.n1<n2,a為紅光,b為藍光 B.n1<n2,a為藍光,b為紅光
C.n1>n2,a為紅光,b為藍光 D.n1>n2,a為藍光,b為紅光
解:由圖可知,b光線經(jīng)過三棱鏡后的偏折角較小,因此折射率較小,是紅光。
例4:如圖所示,自行車的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光,但在夜間騎行時,從后面開來的汽車發(fā)出的強光照到尾燈后,會有較強的光被反射回去,使汽車司機注意到前面有自行車。尾燈的原理如圖所示,下面說法中正確的是
A.汽車燈光應從左面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射
B.汽車燈光應從左面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射
C.汽車燈光應從右面射過來在尾燈的左表面發(fā)生全反射
D.汽車燈光應從右面射過來在尾燈的右表面發(fā)生全反射
解:利用全反射棱鏡使入射光線偏折180°,光線應該從斜邊入射,在兩個直角邊上連續(xù)發(fā)生兩次全反射。所以選C。
例5:如圖所示,兩細束平行的單色光a、b射向同一塊玻璃磚的上表面,最終都從玻璃磚的下表面射出。已知玻璃對單色光a的折射率較小,那么下列說法中正確的有
A.進入玻璃磚后兩束光仍然是平行的
B.從玻璃磚下表面射出后,兩束光不再平行
C.從玻璃磚下表面射出后,兩束光之間的距離一定減小了
D.從玻璃磚下表面射出后,兩束光之間的距離可能和射入前相同
解:進入時入射角相同,折射率不同,因此折射角不同,兩束光在玻璃內(nèi)不再平行,但從下表面射出時仍是平行的。射出時兩束光之間的距離根據(jù)玻璃磚的厚度不同而不同,在厚度從小到搭變化時,該距離先減小后增大,有可能和入射前相同(但左右關系一定改變了)。
例6:如圖所示,AB為一塊透明的光學材料左側的端面。建立直角坐標系如圖,設該光學材料的折射率沿y軸正方向均勻減小。現(xiàn)有一束單色光a從原點O以某一入射角θ由空氣射入該材料內(nèi)部,則該光線在該材料內(nèi)部可能的光路是下圖中的哪一個?
解:如圖所示,由于該材料折射率由下向上均勻減小,可以設想將它分割成折射率不同的薄層。光線射到相鄰兩層的界面時,如果入射角小于臨界角,則射入上一層后折射角大于入射角,光線偏離法線。到達更上層的界面時入射角逐漸增大,當入射角達到臨界角時發(fā)生全反射,光線開始向下射去直到從該材料中射出。
例7:如圖所示,用透明材料做成一長方體形的光學器材,要求從上表面射入的光線可能從右側面射出,那么所選的材料的折射率應滿足
A.折射率必須大于
B.折射率必須小于
C.折射率可取大于1的任意值
D.無論折射率是多大都不可能
解:從圖中可以看出,為使上表面射入的光線經(jīng)兩次折射后從右側面射出,θ1和θ2都必須小于臨界角C,即θ1<C,θ2<C,而θ1+θ2=90°,故C>45°,n=1/sinC<,選B答案。
例8:如圖所示,一束平行單色光a垂直射向橫截面為等邊三角形的棱鏡的左側面,棱鏡材料的折射率是。試畫出該入射光射向棱鏡后所有可能的射出光線。
解:由折射率為得全反射臨界角是45°。光線從左側面射入后方向不發(fā)生改變,射到右側面和底面的光線的入射角都是60°,大于臨界角,因此發(fā)生全反射。反射光線分別垂直射向底面和右側面。在底面和右側面同時還有反射光線。由光路可逆知,它們最終又從左側面射出。所有可能射出的光線如圖所示。
5.光導纖維
全反射的一個重要應用就是用于光導纖維(簡稱光纖)。光纖有內(nèi)、外兩層材料,其中內(nèi)層是光密介質(zhì),外層是光疏介質(zhì)。光在光纖中傳播時,每次射到內(nèi)、外兩層材料的界面,都要求入射角大于臨界角,從而發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光,經(jīng)過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。
4.棱鏡21世紀教育網(wǎng)
(1)棱鏡對光的偏折作用21世紀教育網(wǎng)
一般所說的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后,射出方向與入射方向相比,向底邊偏折。(若棱鏡的折射率比棱鏡外介質(zhì)小則結論相反。)21世紀教育網(wǎng)
作圖時盡量利用對稱性(把棱鏡中的光線畫成與底邊平行)。
由于各種色光的折射率不同,因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象(紅光偏折最小,紫光偏折最大。)
(2)全反射棱鏡
橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當?shù)娜肷潼c,可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉90o(右圖1)或180o(右圖2)。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。
3.邊作圖邊計算21世紀教育網(wǎng)
有關光的折射和全反射,在解題時要把計算和作圖有機地結合起來,根據(jù)數(shù)據(jù)計算反射角、折射角,算一步畫一步,畫一步在根據(jù)需要算一步。作圖要依據(jù)計算結果,力求準確。21世紀教育網(wǎng)
2.各種色光性質(zhì)比較21世紀教育網(wǎng)
可見光中,紅光的折射率n最小,頻率ν最小,在同種介質(zhì)中(除真空外)傳播速度v最大,波長λ最大,從同種介質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射的臨界角C最大,以相同入射角在介質(zhì)間發(fā)生折射時的偏折角最小(注意區(qū)分偏折角和折射角)。21世紀教育網(wǎng)
以上各種色光的性質(zhì)比較在定性分析時非常重要,一定要牢記。21世紀教育網(wǎng)
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目的要求21世紀教育網(wǎng)
復習折射定律和全反射現(xiàn)象。21世紀教育網(wǎng)
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知識要點21世紀教育網(wǎng)
1.光的折射21世紀教育網(wǎng)
(1)折射定律:折射定律的各種表達形式:21世紀教育網(wǎng)
(θ1為入、折射角中的較大者。)21世紀教育網(wǎng)
(2)折射光路也是可逆的。21世紀教育網(wǎng)
(3)全反射。21世紀教育網(wǎng)
3.光路圖作法21世紀教育網(wǎng)
(1)根據(jù)平面鏡成像的特點,在作光路圖時,可以先畫像,后補光路圖。21世紀教育網(wǎng)
(2)充分利用光路可逆:在平面鏡的計算和作圖中要充分利用光路可逆。(眼睛在某點A通過平面鏡所能看到的范圍和在A點放一個點光源,該電光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。)21世紀教育網(wǎng)
(3)利用邊緣光線作圖確定范圍21世紀教育網(wǎng)
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例題分析21世紀教育網(wǎng)
例1:如圖所示,畫出人眼在S處通過平面鏡可看到障礙物后地面的范圍。21世紀教育網(wǎng)
解:先根據(jù)對稱性作出人眼的像點S /,再根據(jù)光路可逆,設想S處有一個點光源,它能通過平面鏡照亮的范圍就是人眼能通過平面鏡看到的范圍。圖中畫出了兩條邊緣光線。21世紀教育網(wǎng)
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例2:如圖所示,用作圖法確定人在鏡前通過平面鏡可看到AB完整像的范圍。21世紀教育網(wǎng)
解:先根據(jù)對稱性作出AB的像A/B/,分別作出A點、B點發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后能射到的范圍,再找到它們的公共區(qū)域(交集)。就是能看到完整像的范圍。21世紀教育網(wǎng)
2.平面鏡成像21世紀教育網(wǎng)
像的特點:平面鏡成的像是正立等大的虛像,像與物關于鏡面為對稱。21世紀教育網(wǎng)
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目的要求21世紀教育網(wǎng)
復習光的反射定律和平面鏡成像。21世紀教育網(wǎng)
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知識要點21世紀教育網(wǎng)
1.反射定律。21世紀教育網(wǎng)
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