例子问题
示例问题11:光学
穿过介质的光线被第二介质以20⁰的角度反射到两介质之间的界面上。下列哪项是正确的?
第二种介质的折射率等于sin(20⁰)
反射角是70度o
反射时光波的频率更大
介质的折射率必须相等
反射角是70度o
反射角是反射光与垂直于两种介质界面的线之间的夹角。反射角必须是20的补角o.
90o- 20o= 70⁰
例子问题1:反射和折射
白炽灯泡透过玻璃棱镜显示。然后将一定波长的光射入一个含有未知浓度蛋白质的玻璃试管中。通常,这个过程被称为光谱学,用于测定溶液中DNA、RNA和蛋白质的浓度。空气、玻璃和溶液的反射指数分别为1、1.5和1.3。
光从空气进入玻璃的过程称为__________.
衍射
折射
吸收
反射
折射
这个问题是在问我们光在撞击表面时可能发生的不同过程。回想一下光的性质,我们知道吸收、反射和折射都是光在与表面相互作用时所能经历的过程。
吸收是指与光相关的能量被捕获,在入射光子与表面碰撞后,没有光子从表面弹出。当没有光进入新介质,而是以入射的法线角度反射时,就会发生反射。当一些光进入新介质时,就会发生折射。在这种情况下,光从空气进入玻璃;因此,我们所关心的过程是折射。
例子问题1:反射和折射
从歌剧舞台上投射出来的声音以一定的角度撞击在歌剧院的平墙上正常的。关于这个声音从墙壁反射到房间里,我们能得出什么结论呢?
反射会是到法线的另一边
反射会是到法线的另一边
反射会是到法线的同一侧
反射会是到法线的另一边
反射会是到法线的同一侧
反射会是到法线的另一边
对于所有的波,入射角等于反射角。投影在法线的另一边,与入射波的角度相同。
把墙想象成一面镜子。波冲击镜子的角度将等于它被反射的角度,但镜像穿过法线。
例子问题1:反射和折射
玻璃的折射率大约为.如果是的话,光穿过这个玻璃需要多长时间厚吗?
由于折射率为1.5,我们可以用下式来确定玻璃中的光速:
重新排列以求解速度:
一旦知道了光在玻璃中的速度,我们就可以用这个量来确定光穿过玻璃宽度所需的时间.
例子问题1:速度和折射率
白炽灯泡透过玻璃棱镜显示。然后将一定波长的光射入一个含有未知浓度蛋白质的玻璃试管中。通常,这个过程被称为光谱学,用于测定溶液中DNA、RNA和蛋白质的浓度。空气、玻璃和溶液的反射指数分别为1、1.5和1.3。
光的速度__________当它从空气转移到玻璃上时。
不能确定的
增加
减少
是相同的
减少
这个问题要求我们考虑速度和介质折射率之间的关系。如果我们回想一下折射率的定义,我们知道它是由真空中的光速与其他介质中的光速之比定义的。
N是折射率,c是真空中的光速,v是新介质中的光速。
我们可以看到n和v成反比,这意味着n越高,速度越低。当光从空气(n =1)移动到玻璃(n = 1.5)时,n增加,因此速度必须减小,因为真空中的光速是恒定的。
例子问题2:速度和折射率
白炽灯泡透过玻璃棱镜显示。然后将一定波长的光射入一个含有未知浓度蛋白质的玻璃试管中。通常,这个过程被称为光谱学,用于测定溶液中DNA、RNA和蛋白质的浓度。空气、玻璃和溶液的反射指数分别为1、1.5和1.3。
当光从试管壁进入溶液时,它的波长__________.
不能确定的
减少
是相同的
增加
增加
这个问题要求我们找出波长和折射率之间的关系。我们需要知道两个方程来计算两者之间的关系。
首先,我们需要把速度和折射率联系起来。折射率的定义使我们可以把这两者联系起来。
我们也知道速度和波长之间的关系。
我们现在可以使这些公式相等来求波长和折射率之间的关系。
我们可以看到和n成反比。如果n减少,波长必然增加。在我们的问题中,光从较高的折射率移动到较低的折射率,这意味着波长变长(增加)。
例子问题1:速度和折射率
一个光子移动需要多长时间通过矿物油?
折射率等于介质中的光速除以真空中的光速。
我们可以通过操作这个方程,并将其与速率方程结合,来计算行进给定距离所需的时间:.
代入给定值,求出介质中的速度。
现在我们可以回到速度方程并解出旅行的时间.
我们可以认识到,通过转换为纳秒,答案可以简化。
示例问题4:速度和折射率
介质A的折射率为1.2,介质B的折射率为1.36。光在哪种介质中传播得更快?它的传播速度是多少?
光速是.
速度为A的介质
介质B的速度
速度为A的介质
光速将会在任何介质
介质B的速度
速度为A的介质
介质的折射率(n)等于光速(c)除以穿过介质的光速(v)。
重新排列这个方程,我们可以看到关于v的关系。
折射率越低,光的速度越快。介质A的折射率较小。光会以更快的速度穿过中一个以等于光速除以折射率的速度
例子问题1:速度和折射率
当光波从高折射率的介质传播到低折射率的介质时,下列哪一项不会发生?
速度增加
频率增加
波长的增加
折射光与入射波保持相位
光线偏离法线而弯曲
频率增加
当波传播到密度较低的介质中时,它会加速,偏离法线。折射率表示真空中的速度与介质中的速度之比;因此,在折射率较低的介质中,速度会较大。
无论介质是什么,频率都保持不变,但是,由于速度变化,波长必须适应这种变化。
如果速度增加而频率保持不变,波长也一定增加。
最后,只有当光线从密度较大的介质表面反射时才会发生相移。
例子问题1:速度和折射率
光在其中传播的材料的折射率是多少?
这种材料是不存在的,因为光速是恒定的
相关方程:
要求折射率,用真空中的光速除以材料中的光速: