发布时间 : 星期二 文章物理竞赛培训06（折射及成像）更新完毕开始阅读89524ba14b35eefdc9d3330d
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第六讲 折射现象及成像
【知识补充】
1、折射：由于光在不同的透明介质中的传播速度不同，所以光斜射到两种透明介质的界面上，光的传播方向通常会发生改变的现象。
2、折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线、入射光线分居法线两侧；折射角的正弦和入射角的正弦成正比，即
sin?1v ?n?1。折射现象中光路是可逆的。
sin?2v23、折射现象成像：光在界面上折射后，折射光线的反向延长线的交点就是我们看到的物体
在另一种介质中所成的像。
4、光的色散：在光学中，将复色光分解成单色光的过程，叫光的色散。 5、光的三原色：红、绿、蓝；颜料的三原色：品红、黄、青。
6、物体的颜色：物质之所以具有不同的颜色，这是因为物质(分子或离子)对不同的波长的可见光具有选择性吸收的结果。不透明物体的颜色是由反射的色光决定的；透明物体的颜色是由透过的色光颜色所决定的。
7、光的散射：物质中存在的不均匀团块使进入物质的光偏离入射方向而向四面八方散开，这种现象称为光的散射。可见光中，红光最难以散射，紫光最容易散射。
8、不可见光的性质与应用：红外线具有较强的热效应，穿透云雾的能力强；紫外线具有较强的化学效应、生理效应、荧光效应。 【热身训练】
例一：玻璃制成的厚度为R的正立方体和半径为R的半球体玻璃砖放在同一水平放置的报纸上，让半球体的球面向上，从正上方分别竖直向下观察正立方体下方和半球体球心处报纸上的字，下列观察结果正确的是：[ ]
A.正立方体下万字的位置高出纸面，球心处字的位置比纸面低
B.正立方体下方字的位置高出纸面，球心处字的位置也高出纸面，不过比前者稍低一些 C.正立方体下方字的位置比纸面低，球心处字的位置高出纸面
D.正立方体下方字的位置比纸面高，球心处字的位置与没被玻璃砖时一样就在纸面上 【解析】D正确。
例二：如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n＝2，MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为52cm，
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CD为出射光线。
（1）补全光路并求出光从B点传到C点的时间； （2）求CD与MN所成的角α。（需写出求解过程）
【解析】（1）连接BC，如图在B点光线的入射角、折射角分别标为i、r sini=52/10=2/2，所以i＝45° 由折射率定律： 在B点有：n?故：r＝30° BC=2Rcosr t=BCn/c=2Rncosr/ct=(2/3)×10 s （2）由几何关系可知?COP?15?，?OCP?135?，α＝30° 例三：将筷子竖直插入装水的玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是下面哪个图中的情形？（ ）
-9sini，sin r=1/2 sinr
【解析】图为筷子竖直插入盛水玻璃杯内的俯视图，A处为筷子，ABP表示由筷子发出的穿过玻璃杯壁B射向观祭者P处的一条光线．ON为过B点沿半径方向的直线，即在B处和空气的分界面的法线，上述光线则相当于在B处由水中射入空气中，图中的角i和角r分别为此光线的入射角和折射角根据光的折射规律可知，应有r＞i．所以观察者在P处看到的筷子A的像A’的位置不是在A的实际位置，而是由其实际位置偏离杯中心的方向向杯壁靠拢一些，据
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此可知．以筷子竖直插入玻璃杯中时，其侧视图应该是图中的D图才与实际情况下相符． 【突破训练】 一、选择题
1．秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（ ） A．星星在运动 B．地球在绕太阳公转 C．地球在自转
D．大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 2.（在光学中，折射率是这样定义的：让光线从真空射入某介质发生折射，如果入射角是i，折射角是r，则该介质的折射率是n=sini/sinr。则如图所示的三棱镜的折射率为 ( ) A.tanα B.cotα C.tan2α D.cot2α
3.如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为多少？并在图中画出光路图。
4．图中所示是光线通过半圆形玻璃砖的光路图，正确的光路图是（ ）
5.如图是一束光线从空气通过一个均匀玻璃球的光路图，其中不可能正确的光路图是
6.如图所示为半径为10cm的均匀透明球，一束光由球面A点射入，从球面B点射出，光的传播方向改变了30°，已知入射光线与半径OA的夹角为75°，则该光线在球内传播的路径长度为( )
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A.10cm B.102cm C.103cm D.20cm
7.如图，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑( )
A．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度 B．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度 C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度 D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度
8.某人身高1.7米，为了测试路灯的高度，他从路灯正下方沿平直公路以1米／秒的速度匀速走开，某时刻他的影子长为1．3米，再经过2秒钟，他的影子长为1.8米，路灯距地面的高度是多少？
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