第2节全反射光导纤维知识点题库

某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为（）

A . 小于42° B . 小于60° C . 小于90° D . 无折射光线

如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是（）

A . 减弱，紫光 B . 减弱，红光 C . 增强，紫光 D . 增强，红光

某种材料的三棱镜截面如图所示，∠A＝90°，∠B＝60°，一束垂直于BC边的直线光束从AB边上的某点入射，折射光线经过三棱镜BC边反射后，从AC边垂直射出，已知真空中的光速c＝3×10⁸m/s．求：

（1）三棱镜的折射率；
（2）光在棱镜中传播的速度；
（3）要使光线在BC边上发生全反射，则AB边上的入射角应如何变化？

a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是（）

A . a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角 B . 通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽 C . 在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度 D . 在该介质中a光的波长小于b光的波长

下列说法中正确的是（）

A . “雨色映日而为虹”，从物理学的角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的折射和反射形成的 B . 互联网“光纤入户”工程中使用的光导纤维是利用光的衍射现象 C . 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象 D . 通过门镜观察门外的景物时，利用了光的全反射现象

下列关于光导纤维说法正确的是（）

A . 光导纤维利用了全反射原理 B . 光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率 C . 光导纤维内芯的折射率小于于外套的折射率 D . 医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠等脏器的内部

光导纤维是利用光传播时在其内芯与外套的界面发生全反射来传输光信号的．如图所示，一根长为L的直光导纤维，其折射率为n．一束光从它的一个端面射入，又从另一个端面射出所需的最长时间为多少？（设真空中的光速为C，临界角C=arcsin $\text{[math]}$ ）．

我校维修师傅打算在阶梯教室前的喷泉中安装一光源，让水面上形成一个半径为1.5m的圆形亮斑，则光源的深度应为m，光从光源传到水面的最短时间为s（已知水的折射率n= $\text{[math]}$ ，光在真空中速度c=3×10⁸m/s）

如图所示，直角三棱镜的∠A=60°，一束单色光线从BC边射入，从AB射出，光线射入BC边时，入射角为45°．光线射出AB边时，与AB边垂直．则：（计算结果可以用根式表示）

①该玻璃棱镜的折射率为多大？

②玻璃棱镜临界角多大？若光速为c，则光在棱镜中的速度为多大？

下列说法正确的是（）

A . 彩超是利用超声波反射波相对发射波的频率变化测量血液流速，利用了波的干涉 B . 海市蜃楼是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象 C . 牛顿环是两个玻璃表面间的空气膜引起薄膜干涉形成的，亮暗相间的环状条纹距离相等 D . 狭缝越窄，屏上中央亮条就越宽，表明更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子的动量的不确定却更大了

如图所示，将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。将激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内。则下列说法正确的是（）

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A . 激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生折射 B . 激光束发生弯曲是因为光在水柱与空气界面上发生全反射 C . 仅改用折射率更大的液体，激光束不能完全被限制在水流内 D . 激光在水中的传播速度大于其在空气中的传播速度

电视机遥控器中有一半导体发光二极管，它发出的红外光用来控制电视机的各种功能。如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧，用电视机遥控器从E点射入的红外光线进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=60°。

（i）求半球形介质的折射率；

（ⅱ）如图乙所示，若用与半球形介质相同的材料制成一直角三棱镜放置在真空中，其截面三角形的斜边BC的长度为d，∠C=30°，一束红外光从AB侧面的中点垂直AB入射。红外光在真空中的传播速度为c，求该红外光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间。

如图所示，清澈的湖面下S处有一条小鱼（视为质点），S到水面的距离 $\text{[math]}$ ，已知水的折射率 $\text{[math]}$ 。求在湖面上能看到鱼的水域面积的半径。

薄壁透明圆柱形玻璃容器浮于水面。容器的内直径为 $\text{[math]}$ 。在容器底正中有一小发光源 $\text{[math]}$ 。在容器壁外、距离容器壁为 $\text{[math]}$ 以外的水面区域无光线折射出来。即所谓的“盲区”。已知水的折射率为 $\text{[math]}$ 。求容器浸水深度 $\text{[math]}$ 。（结果可以用根号長示）

如图所示，半圆柱体的玻璃砖截面的半径 $\text{[math]}$ ，直径 $\text{[math]}$ 与光屏 $\text{[math]}$ 垂直并接触于A点。一束激光 $\text{[math]}$ 从圆弧侧面射向玻璃砖的圆心 $\text{[math]}$ ，当入射光线与竖直直径 $\text{[math]}$ 之间的夹角为 $\text{[math]}$ 时，在光屏 $\text{[math]}$ 上出现两个光斑，且A点左侧光斑与A点之间的距离为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

（1）求玻璃砖的折射率 $\text{[math]}$ ；
（2）若改变激光 $\text{[math]}$ 的入射方向，使激光经过 $\text{[math]}$ 点后在光屏 $\text{[math]}$ 上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最远距离。

如图甲为微棱镜增亮膜的工作原理示意图，光源通过入光面及透明的基材层，在棱镜层透过其表层精细的棱镜结构时，将光线经过折射、全反射、光累积等来控制光强分布，进而将光源散射的光线向正面集中，并且将视角外未被利用的光通过光的反射实现再循环利用，减少光的损失，同时提升整体辉度与均匀度，对液晶显示屏（LCD）面板显示起到增加亮度和控制可视角的效果。如图乙，△ABC为棱镜层中的一个微棱镜的横截面，∠A＝90°，AB＝AC，用放在BC边上P点的单色点光源来模拟入射光对增亮膜进行研究，PC＝3PB，已知微棱镜材料的折射率n＝ $\text{[math]}$ ， sin37°＝0.6，只考虑从P点发出照射到AB边和AC边上的光线。

（1）若经AB边折射出的光线与BC边垂直，求该光线在微棱镜内入射角的正弦值；
（2）求从P点发出的光能从AB边和AC边射出棱镜区域的长度L₁、L₂之比。

如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径，在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切。自B点红光光源发出的光线BM在M点射出玻璃球，出射光线平行于AB，照射在接收屏上的Q点。另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，光在真空中传播的速度为c。求：

（1）光由B传到Q点所需时间；
（2） N点到AB的竖直距离；若将B点处红光光源换为绿光光源，则圆弧上恰好发生全反射的N点向左还是向右移动？

民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（）

A . a光的折射率大于b光折射率 B . 在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度 C . 从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小 D . 让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大

某四分之一圆柱形透明介质的横截面如图所示，半径为R，AO与NO的夹角i=60°，一束光线从A点平行于NO射入介质。介质对该光线的折射率n= $\text{[math]}$ ，真空中的光速为c，不考虑光线的多次反射。

（1）通过计算判断光线是否从MO射出透明介质；
（2）求光束在介质中传播的时间t。

如图所示，一束光线沿AO方向从真空中射向某种介质，其折射光线沿OB的方向。其中，入射角 $\text{[math]}$ 和折射角 $\text{[math]}$ 均为可测的已知量，已知光在真空中的速度为c。求：

（1）该介质的折射率n；
（2）这束光在该介质中的传播速度v；
（3）该光由介质射向真空而发生全反射的临界角用C表示。请写出 $\text{[math]}$ 的表达式。

第2节 全反射 光导纤维 知识点题库

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