高中物理光学原子物理经典例题汇编

高中物理光学原子物理经典例题汇编

光学部分

53、如图48-1所示，折射率为n的玻璃砖的两面是平行的，玻璃砖厚度为h，一束细光束射到玻璃砖上表面的入射角为i，光线一部分从上表面反射回空气中；另一部分折射入玻璃砖，在玻璃砖下表面发生反射，又在上表面折射后射入空气中。求：上表面的反射光线I与下表面反射，折射回到空气的光线II的侧移距离为多少?

分析与解：光路图如图48-2所示。光线射到A点，反射光线为I，折射光线射到下表面C点再反射到上表面B点，形成折射光线II。

由折射定律知：

sin

sin

i

n

r

=[1]

由图知：AB=2htgr [2]

光线Ⅱ相对I的侧移距离d为：d=ABcosi [3]

联立解[1][2][3]式得：

22

sin

n i

-

54、如图49-1所示，三角形ABC为一等腰直角三棱镜的主截面。令一单色光线DE平行于AB面从空气中自AC面射入，经AB面反射后从BC面射出，FG为出射光线，光线DE、FG的走向均可用插针法实验确定出来。

〔1〕试用几何作图法在图中画出在棱镜内的光路走向；

〔2〕证明：射到AB面上的光线一定发生全反射。

分析与解：(1) 光线DE射到AC面上发生折射，折射光线射到AB面上被反射到BC面又从BC面折射出去形成光线FG。题目要求画出棱镜对入射光线的折射→反射→折射的光路。先延长DE与AC的交点为O1，O1是入射点。再反向延长FG，与BC的交点O2，O2是出射点。只要能找出AB面上的反射点P就能够画出准确的光路图。

从O1点射到P点的光线，被AB面反射后，反射光线应从P点射到O2。入射光线O1P和反射光线PO2应符合反射定律。依照反射定律，平面镜成像的对称性，我们可把O1想象成点光源，它的像点O1’关于AB 面对称，点光源O1射到AB面上的光线，被AB面反射后都看起来由O1’射出的一样，我们连接O1’O2与AB 的交点P即为所求。

依照上面的分析得到作图的顺序是：先延长DE、FG确定入射点O1和出射点O2，再作出O1点关于AB的对称点O1’，连接O1’O2与AB交于P点，作O1P是AC折射后射到AB面的入射光线，作PO2是AB面反射光线。光路图如49-2所示。

讲明：此题关键是确定P点，重要的一步是把O1设想为点光源。将AB作平面镜处理，十分巧妙。

(2)证明：设棱镜折射率为n，在图中，关于△PO1M，其外角∠AMO1=r+α

即：45°=r+α=r+(90°-i‘) 因此i’=45°+r

即：sini’=sin(45°+r)=sin45°cosr+cos45°+sinr [1]

又：

sin sin45

sin sin

i

n

r r

︒

==因此

2

[2]

2

1sin r

-

2

21

n-

[3]

把[2]、[3]式代入[1]式得：

2

211 n-+

由于n＞1，因此+1＞2

即sini’＞1

n

，光线射到AB面上一定发生全反射。

原子物理部分

55．关于宇宙的形成，在当代占要紧地位的看法是：我们的宇宙产生于150亿～200亿年前的一次大爆炸，其要紧依据是［］

〔1〕光谱分析得到的红移现象，即星体离我们远去

〔2〕天然放射现象

〔3〕牛顿运动定律

〔4〕月球运动中的各种现象

A．〔1〕、〔2〕

B．〔1〕、〔3〕

C．〔3〕、〔4〕

D．〔2〕、〔3〕

答案：B