第2节 全反射 光导纤维 知识点题库

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”，从物理学的角度看，虹时太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的，右图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b时两种不同频率的单色光，则两光（     ）

光纤可作为光传导工具，其传输原理是光的全反射．按照纤芯折射率分布情况可以分为突变型光纤和渐变型光纤，突变型光纤的纤芯的折射率是均匀的，而渐变型光纤的纤芯的折射率不均匀．下列关于这两种光纤说法正确的是（　　）

如图所示，酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退，对此现象正确的解释是（　　）

如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ， 外圆半径为R ， R＝r ． 现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的折射率为n ， 光在透明柱体内传播的时间为t ， 若真空中的光速为c ， 则（   ）

如图所示为某种透明介质的截面图，ACB为半径R=10cm的二分之一圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的这首率分别为 ， 。

光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到2000多年前．下列有关光的一些现象中说法正确的是（   ）

如图所示，现有两束不同的单色光a、b垂直于AB边射入等腰棱镜ABC，若两束光在AB面上的入射点到OC的距离相等，且两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是 （   ）

有一半圆柱形玻璃砖，玻璃的折射率n=1.5，AB为其直径，O为圆心，一束宽度恰等于玻璃砖直径的单色平行光垂直于AB从真空入射玻璃砖，其中心光线通过O点，如图所示。则下列判断中正确的是 (    )

半径为R的半球形介质截面如图所示，O为圆心，同一频率的单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°，求：

（ⅰ）介质的折射率；

（ⅱ）光线a、b的射出点O与O′之间的距离。

某种透明材料制成的空心球体外径是内径的2倍，其过球心的某截面(纸面内)如图所示。一束单色光(纸面内)从外球面上A点入射，入射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面相切。

关于如下现象的表述正确的是（   ）

光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的全反射现象，要发生这种现象，必须满足的条件是：光的入射方向应该是（填“从光密介质到光疏介质”或“从光疏介质到光密介质”），且入射角临界角（填“≤”或“≥”）。

下列说法正确的是 （　　）

如图所示为一块透明光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xOy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小，现有一束单色光a从原点O以某一入射角由空气射入该材料内部，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是（   ）

人工锆石的折射率介于普通玻璃和钻石之间，通常用来代替钻石做成“物美价廉”的饰品。现有一块等腰三棱镜形状的人工锆石材料，如图所示。已知 ， ， 一束激光垂直于边由点入射， ， 在面上恰能发生全反射，并由面的点（图中未画出）射出，已知光在真空中的速度大小为 ， 求：

某同学在学习光学知识的过程中形成了如下一些认识：

①光年是一个非常大的时间单位；

②水流能导光；

③荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的；

④由折射率公式可知，介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比

对这些说法正误的判断，正确的是（   ）

如图为“水流导光”实验装置，长直开口透明塑料瓶内装有适量清水，在其底侧开一小孔，水从小孔流出形成弯曲不散开的水流，用细激光束透过塑料瓶水平射向该小孔，观察到激光束没有完全被限制在水流内传播。下列操作有助于激光束完全被限制在水流内传播的是（   ）

如图所示，一个截面为直角三角形的三棱镜ABD， ∠B= 90°，有一单色光以45°入射角射入到BD界面上，折射角是30°，折射光线恰好在AD界面发生全反射，光在真空中的传播速度为c。求：

①光在该三棱镜中的传播速度是多少?

②该三棱镜的顶角D是多少度？

公园的湖面上有一伸向水面的混凝土观景平台，如图所示为其竖直截面图，观景台下表面恰好与水面相平，P点为观景台右侧面在湖底的投影，湖底水平，水深 ， 在距观景平台右侧面处有垂直湖面足够大的幕布，幕布下边缘刚好和水面接触。在P点左侧处的Q点装有一单色点光源，该光源发出的光最高能照射到幕布上距水面的高处，求：

①水对该单色光的折射率n；

②若将该光源从Q点沿湖底向左移动，则移动多大距离时刚好没有光照到幕布上？

真空中某种材质制成的光学元件截面如图所示，右边是半径为R的四分之一圆，点C为圆心，左边是直角三角形ABC，∠BAC=30°，∠BCA=90°，现从CD延长线上点S发出一细光束，光束从E点进入元件后折射光线刚好平行于AD边，CE=SE，点E到AD距离为。光在真空中的速度为c，求：