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如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变

题文

如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变光线的入射方向(不考虑ab面的反射光线),则(   )

如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变

图19-4-12A.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则红光将首先射出B.使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转,如果有色光射出ab面,则紫光将首先射出C.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,红光将首先射出ab面D.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转,紫光将首先射出ab面

题型:未知 难度:其他题型

答案

A

点击查看光的色散知识点讲解,巩固学习

解析

先设想入射光线顺时针偏转的情况,这时经ac面的折射,光线以小于45°角射到ab面上.开始时,偏转角越大,ab面上光线的入射角就越小,当偏转到某一角度时,光线将垂直入射到ab面,入射角为0°;在此之后,光线的入射角将变大.按题目所给的条件,开始时ab面上没有光线射出,即棱镜的临界角小于或等于45°,因此在顺时针偏转过程中,当偏转到一定的程度时,光线对ab面的入射角会小于临界角,此时有光线穿出ab面.进一步考虑哪一种光线先射出ab面.在组成白光的七种色光中,玻璃对红光的折射率最小,红光经ac面后的方向改变最小,对ab面的入射角改变最大,即红光在几种色光中入射角最小.从折射率最小还可得出的另一结论,即红光的全反射角最大.将这两点结合起来,可知在相同条件下,红光的全反射角最大而入射角最小,因此将最先射出.可以对逆时针偏转的情况同样作一次分析,这时将发现偏转后光线对ab面的入射角增大了,根本不可能射出ab面.

考点

据考高分专家说,试题“如图19-4-12所示,abc为一全反射.....”主要考查你对 [光的色散 ]考点的理解。

光的色散

光的颜色:

(1)不同颜色的光,频率不同,在同种介质中传播时波长不同,波速不同
(2)光的颜色与频率有关,当光由一种介质进入另一种介质时频率不变,故颜色不变
光的色散:

1.概念:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散
2.光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列,就是光谱
3.双缝干涉中的色散:
①由
如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变
可知,对于不同波长的光,在屏上同一点相遇时不都是加强的,再由
知不同波长的光形成的干涉条纹宽度是不同的。
②在用白光做双缝干涉实验时,中央的是白色亮纹,但两侧出现的是彩色条纹,即发生了色散
4.薄膜干涉中的色散:
①在光的薄膜干涉中,前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹出现在膜的厚度相同的地方。
②肥皂泡的厚度并不均匀,不同波长的光,也就是不同颜色的光,从肥皂泡的内外表面反射后,在不同的位置相互加强,所以肥皂泡看起来是彩色的
5.单缝衍射中的色散:
在单缝衍射中,形成的衍射条纹的宽度与狭缝宽度、入射光波波长都有关系,在装置不变时,入射光波波长越长,形成的衍射条纹越宽。因此白光入射时,各种单色光形成的衍射条纹宽度各不相同,就会出现彩色的条纹,发生色散
6.折射中的色散:
知不同波长的光形成的干涉条纹宽度是不同的。
②在用白光做双缝干涉实验时,中央的是白色亮纹,但两侧出现的是彩色条纹,即发生了色散
4.薄膜干涉中的色散:
①在光的薄膜干涉中,前后表面反射光的路程差由膜的厚度决定,所以薄膜干涉中同一亮纹或同一暗纹出现在膜的厚度相同的地方。
②肥皂泡的厚度并不均匀,不同波长的光,也就是不同颜色的光,从肥皂泡的内外表面反射后,在不同的位置相互加强,所以肥皂泡看起来是彩色的
5.单缝衍射中的色散:
在单缝衍射中,形成的衍射条纹的宽度与狭缝宽度、入射光波波长都有关系,在装置不变时,入射光波波长越长,形成的衍射条纹越宽。因此白光入射时,各种单色光形成的衍射条纹宽度各不相同,就会出现彩色的条纹,发生色散
6.折射中的色散:
如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变


②棱镜使光发生色散的原因是不同频率的光对同种介质的折射率不同,通过棱镜的偏折程度不同。同种材料对紫光的折射率最大,对红光的折射率最小
7.色散的意义:表明白光是由各种单色光组成的复色光

涉及色散的综合问题的解法:

无论题目中是以折射中的色散为背景,还是以干涉、衍射中的色散为背景,都需要首先从给定的现象中判定出不同单色光的波长关系(或频率天系),然后再结合
如图19-4-12所示,abc为一全反射棱镜,它的横截面是等腰直角三角形,一束白光垂直入射到ac面上,在ab面上发生全反射.若光线的入射点O的位置保持不变,改变
来判定单色光的传播速度、临界角、干涉条纹宽度、光子能量等问题。其中关键的一点还有需熟记单色光的波长与折射率(或波速)的定性关系。

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