物理全能人教版选修34训练对点高效命题点二选修342.1光的折射全反射

训练·对点高效
1.如图,一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2。

已知玻璃折射率为,入射角为45°(相应的折射角为24°)。

现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于圆面轴线顺时针转过15°,如图中虚线所示。

则( )
A.光束1转过15°
B.光束1转过9°
C.光束2转过15°
D.光束2转过9°
【解析】选D。

保持入射光不变,半圆柱顺时针转过15°时,法线转过15°,则入射角变为60°,由几何关系可知,反射光线与竖直线成75°,故反射光线偏转了30°。

故A、B错误;由题知n==;偏转后,入射角为60°,设折射角为θ,则由sin θ===0.5,则
θ=30°,故由几何关系可知,光束2转过的角度为
α=15°+24°θ=9°。

故C错误,D正确。

2.(2020·成都模拟)如图所示,在均匀透明介质构成的立方体的正中心有一单色点光源S。

已知光在真空中的速度为c。

(1)若透明介质对此点光源发出的单色光的折射率为n,立方体边长为a,求光从点光源发出到射出立方体所需最短时间;
(2)要使S发出的光都能透射出去(不考虑界面的反射),透明介质的折射率应满足什么条件?
【解析】(1)光在介质中的速度v=
所求最短时间为t min=,
解得:t min=。

(2)射向立方体顶点的光的入射角最大,设其等于该介质的临界角,则有sinC=
又sinC=
解得:n=
故要使直接射到各界面上的光都能透射出去,透明介质的折射率应小于。

答案:(1)(2)小于。