光学典型例题

图 5 Ｏ

Ａ Ｂ Ｐ 图4 例1：已知水的折射率为34

，光在真空中传播速度为3×108m/s ，则：光在水中的传播速度为______m/s ；光从水

中射向空气时发生全反射现象的临界角为____。

例2：一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a 、b 两束平行单色光，如图2，对于两束单色光来说（ ）

A ．玻璃对a 光的折射率较大

B ．a 光在玻璃中传播的速度较大

C ．b 光每个光子的能量较大

D ．b 光的波长较大

例3：假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到日出时刻与实际存在大气层的情况相比（ ）

A ．将提前

B ．将延后

C ．在某些地区将提前，在另一些地区将延后

D ．不变

例4：如图4，只含黄光和紫光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱内，被

分成两光束，OA 和OB 沿如图所示的方向射出，则：

Ａ．O Ａ为黄色，OB 为紫色

Ｂ．OA 为紫色，OB 为黄色

Ｃ．OA 为黄色，OB 为复色

Ｄ．ＯA 为紫色，ＯB 为复色

例5、如图5，一玻璃棱镜的横截面是等腰△abc ，其中ac 面是镀银的。现有一光线垂直于

ab 面入射，在棱镜内经过两次反射后垂直于bc 面射出。则 ( )

（A ）∠a=30°∠b=75° （B ）∠a=32°∠b=74°

（C ）∠a=34°∠b=73° （D ）∠a=36°∠b=72°

例6：一个大游泳池，池底是水平面，池水深1.2m ，有一直杆竖直立于池底，浸入水中部分

杆是全长的一半，当太阳光以与水平方向成37O 角射在水面上时，测得杆在池底的影长为2.5m .

例7、图中M 是竖直放置的平面镜，镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的2倍，如图所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以l 表示镜的长度，h

表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像，l 的最小值为 （ ）

A ．h 43

B ．h 21

C ．h 31

D ．h

例8：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3，入射解为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 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则 （ ）

A ．光束1转过15°

B ．光束1转过30°

C ．光束2转过的角度小于15°

D ．光束2转过的角度大于15°

图2

θ1 θ2 图11

图13 图14 例9、一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L ），在第一个山峰上装一个强光源S ，由

它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰

的凹面镜B 上，再由凹面镜B 反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，

反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜， 进

入观测者的眼中。(如图所示) 如果八面镜在电动机带动下从静止开始由

慢到快转动， 当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源

的像，那么光速等于 ( )

A 、8Ｌω／π

B 、4Ｌω／π

C 、16Ｌω／π

D 、32L ω／π

例10：如图10，玻璃立方体放在空气中，其折射率为1.50，平行光线从立方体的一面入射后投射到另一面，问：

(1)这条光线能否从这个侧面射出？(2)如果这条光线从这个侧面射出，那么玻璃的折射率应满足

什么条件？

例11：如图11，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足

A.折射率必须大于2

B.折射率必须小于2

C.折射率可取大于1的任意值

D.无论折射率是多大都不可能

例12：一细束复色平行光中含有红、黄、绿三种颜色的单色光，利用下列那些方法能将这三种

单色光分开

A.使该平行光斜射入厚平板玻璃后射出

B.使该平行光斜射向平面镜后反射

C.使该平行光斜射入三棱镜经两次折射后从另一边射出

D.使该平行光垂直于直角边射入全反射棱镜，从另一个直角边射出

例13：a 、b 两种色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图1所示，则以下描述错误的是（ ）

A ．a 光的频率大于b 光的频率

B ．a 光在真空中的波长大于b 光在真空中的波长

C ．a 光在介质中的传播速度大于b 光在介质中的传播速度

D ．如果改变入射角若a 光能发生全反射，b 光也一定能发生全反射

例14：在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，根据图样下列说法正确的是: ( )

A ．很小的不透明圆板

B ．很大的中间有大圆孔的不透明挡板

C ．很大的不透明圆板

D ．很大的中间有小圆孔的不透明挡板

例15：为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜。下列说法中正确的是

A.

电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此不容易发生明显衍射

B.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此不容易发生明显衍射

图19 图21 C.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短，因此更容易发生明显衍射

D.电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长，因此更容易发生明显衍射

例16：登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n =1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×1014Hz ，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？

例17：激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v 与二次曝光时间间隔t ∆的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔t ∆、双缝到屏之距离l 以及相邻两条亮纹间距x ∆。若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )

A. t l x

V ∆∆=λ B. t x l v ∆∆=λ C. t x l v ∆∆=λ D. x

t l v ∆∆=λ

例18：下图是研究光的双缝干涉用的示意图，挡板上有两条狭缝S 1、S 2，

由S 1和S 2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹，已知入射激光的波

长为λ，屏上的P 点到两缝S 1和S 2的距离相等，如果把P 处的亮条纹记

作第0号亮纹，由P 向上数，与0号亮纹相邻的亮纹为1号亮纹，与1号

亮纹相邻的亮纹为2号亮纹，则P 1处的亮纹恰好是10号亮纹.设直线S 1P 1

的长度为γ1，S 2P 1的长度为γ2，则γ2-γ1等于( )

A λ5

B 10λ

C 20λ D40λ

例19：如图7左图是干涉法检查平面示意图，右图是得到的干涉图样，则干涉图中条纹弯曲处的凹凸情况是_________。（填“上凸”或“下凹”），当两平面间的夹角减小时，条

纹间的距离将变 。

例20：以下关于光的说法正确的是

A 光纤通信利用了全反射的原理

B 无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时发生了薄膜干涉

C 人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样

D 麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在

例21:如图21，OO'是半圆柱形玻璃砖的对称面与纸面的交线，在图内有两束与OO 1平行且距OO 1距离相等的单色光A 和，从玻璃砖射出后相交于OO '的上方的P 点，由此可以得出

的结论是（ ）

A 、在空气中，A 光的波长比

B 光的波长长

B 、玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的折射率大

C 、B 光光子的能量比A 光光子的能量大

D 、A 光在玻璃砖中的速度比B 光在玻璃砖中的速度大