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如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m。从点光...

如图,在注满水的游泳池的池底有一点光源A,它到池边的水平距离为3.0 m。从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角,水的折射率为

(i)求池内的水深;

(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上,他的眼睛到地面的高度为2.0 m。当他看到正前下方的点光源A时,他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°。求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)。

 

(i)h=m≈2.6 m;(ii)0.7 m 【解析】试题分析:(i)如图,设达到池边的光线的入射角为i。依题意,水的折射率n=,光线的折射角θ=90°。 由折射定律有 nsin i="sin" θ① 由几何关系有 sin i=② 式中,l="3" m,h是池内水的深度。联立①②式并代入题给数据得 h=m≈2.6 m③ (ii)设此时救生员的眼睛到池边的距离为x。依题意,救生员的视线与竖直方向的夹角为θ'=45°。由折射定律有 nsin i'="sin" θ' ④ 式中,i'是光线在水面的入射角。设池底点光源A到水面入射点的水平距离为a。由几何关系有 sin i'=⑤ x+l=a+h' ⑥ 式中h'="2" m。联立③④⑤⑥式得 x=(3–1)m≈0.7 m⑦ 考点:光的折射定律  
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考点分析:
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(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?

(ii)一细束光线在O点左侧与O相距R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.

 

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(12分)Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见图。一束光以入射角i从a点入射,经过折射和反射后从b点出射。设鳞片的折射率为n,厚度为d,两片之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。

 

 

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(1)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,图乙(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上的读数x2____________mm;

(2)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离Δx____________mm;这种色光的波长λ____________nm。

 

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