《平行玻璃砖》平行玻璃砖

1单选题

两块完全相同的平行玻璃砖相互垂直放置．如图一束单色光从左侧水平射入左侧玻璃砖，从右侧射出，则出射光线与入射光线(　　)

平行

不平行向上偏折

不平行向下偏折

都有可能

题目答案

答案解析

分析：

(1)光线从空气斜射入玻璃中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角；光线从玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角；

(2)本题中，光线经过四次折射，空气→玻璃→空气→玻璃→空气，按要求做出图象，就可以得到答案．

解答：

解：光线通过第一块玻璃砖再进入空气发生两次折射：

第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；

第二次是从玻璃砖斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角．

由于玻璃砖上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是作了平移，即出射光线与入射光线平行．

同理，经过第二块玻璃砖时，也是这样两次折射，第四次的折射光线，与第三次的入射光线即第二次的折射光线平行；第二次的折射光线与第与第一次的入射光线平行，因此经过两块玻璃砖折射后，出射光线与入射光线平行，如下图：

故选A．

点评：

(1)本题主要考查光的折射定律：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，光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；光由水或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

(2)本题还要注意玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线应该平行．

2单选题

一束光沿ab方向射到上下表面平整且平行的玻璃砖上，其光路图如图所示，下列关于图中各角的关系错误的是（　　）

∠2一定等于∠1

∠3一定小于∠1

∠5可能小于∠3

∠5一定等于∠1

题目答案

答案解析

分析：

这束光通过玻璃砖要发生两次折射：

第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线会向法线偏折，折射角小于入射角，画出进入玻璃砖的折射光线；

第二次是光由从玻璃砖内部斜射到玻璃砖的下表面，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角，画出从玻璃砖射出的折射光线；

因为玻璃砖上下表面平行，所以第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，所以第二次折射的折射角一定等于第一次折射的入射角，这样玻璃砖上下表面外侧的光线一定平行．

解答：

解：据上面的分析可知，第一次折射发生在O点，故此时ao为入射光线，ob为反射光线，oo′为折射光线，所以∠2是反射角，∠1是入射角，所以这两个角相等，故A正确；∠3是折射角，故∠3一定小于∠1，故B正确；

第二次的折射点是o′，故∠4是入射角，∠5是折射角，且∠5一定大于∠4；且由于玻璃砖上下表面外侧的光线一定平行，故∠5一定等于∠1；且∠4和∠3是内错角，所以这两个角相等，由于且∠5一定大于∠4，所以且∠5一定大于∠3，故C错误，D正确；

此题是选择错误的选项，故选C．

故选C．

点评：

光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

3单选题

如图所示，在空气中相互平行、相距为d的红光a和紫光b斜射到长方体玻璃砖上表面，从玻璃砖下表面射出的两束光线(　　)

仍平行，但距离一定大于d

仍平行，但距离可能小于d

仍平行，距离一定等于d

不再平行

题目答案

答案解析

分析：

光线通过平行玻璃砖时，要发生两次折射．当光线从空气中折射进入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即折射角小于入射角．折射光线在玻璃中沿直线传播，入射到玻璃砖的下表面时，又将发生折射而进入空气中，折射光线将向远离法线的方向偏折，即折射角大于入射角．由光路的可逆性可知，出射光线的折射角等于最开始入射光线的入射角，所以最后折射入空气中的折射光线与原来的入射光线平行．红光的折射率小于紫光的折射率，通过平行玻璃砖后红光的侧向位移小于紫光的侧向位移，即可判断d的变化．

解答：

解：光线通过平行玻璃砖时，要发生两次折射，根据光路的可逆性，出射光线必定和入射光线平行，所以两条光线出射后仍与入射光线平行，则两条出射光线也平行，

但由于紫光的折射率大于红光的折射率，紫光偏折的比红光明显，

若玻璃玻璃砖厚度较小，两束光线在玻璃砖内不交叉，射出时两束光线之间的距离将小于d．

若玻璃玻璃砖厚度较大，两束光线在玻璃砖内交叉，射出时两束光线之间的距离可能大于d，可能小于d，也可能大于d．故B正确，ACD错误．

故选B

点评：

本题根据折射定律和光路的可逆性理解平行玻璃砖的光学特性．要知道：当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

4单选题

如图所示，两束平行单色光a、b从空气中斜射到平行玻璃砖上，A、B为它们的出射点，由图可知(　　)

玻璃砖对光线a的折射率大

a、b的出射光线不再是平行光线

在玻璃中，单色光a的传播速度较大

在玻璃中，单色光a的波长较大

题目答案

答案解析

分析：

根据光线通过平行玻璃砖后的侧移大小，分析玻璃对两光束折射率的大小，判断光在玻璃中速度的大小和真空中波长的大小．由n=$\frac {λ}{λ}$分析光在玻璃中波长的大小．

解答：

解：

A、由图看出，两光束通过玻璃砖后a光束侧移较大，则玻璃砖对光线a的折射率较大．故A正确．

B、根据平行玻璃砖的光学特性可知，a、b的出射光线都与各自的入射光线平行，则a、b的出射光线仍然是平行光线．故B错误．

C、玻璃砖对光线a的折射率较大，由公式v=$\frac {c}{n}$得知，在玻璃中单色光a的传播速度较小．故C错误．

D、设光线在真空中波长为λ_0，玻璃中波长为λ，则有n=$\frac {λ}{λ}$．a的折射率较大，真空中波长较小，则在玻璃中，单色光a的波长较小．故D错误．

故选A

点评：

本题考查对平行玻璃砖光学特性的理解和应用能力．光线经过平行玻璃砖后，出射光学与入射光线平行，侧移量与折射率有关，可以根据折射定律和折射率的物理意义加深理解，并记忆．

5单选题

如图所示，两块足够长的立方体玻璃砖M、N平行放置，且对同种色光的折射率n_M＞n_N，两束单色光a、b入射到M的上表面，经折射后形成复合光束c，则下列说法错误的是（　　）

b光在玻璃砖M或N的下表面可能会发生全反射

a光从玻璃砖N下表面射出时的光线一定与其在M上表面的入射光线平行

a光的频率比b光的频率低

在玻璃砖M中a光的传播速度比b光大

题目答案

答案解析

分析：

光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射：第一次是从空气斜射进入玻璃砖，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于入射角；第二次是从玻璃砖斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角．由于玻璃砖上下表面垂直，第二次折射的入射角等于第一次折射的折射角，所以第二次折射的折射角等于第一次折射的入射角，最后的出射光线与入射光线相比，只是作了平移，出射光线与入射光线平行．三次进入玻璃砖折射后光线仍和第一次的入射光线平行，即可求解．由v=$\frac {c}{n}$，比较光在两玻璃砖传播速度的大小．

解答：

解：A、光线通过玻璃砖再进入空气发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在a、b的下表面发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖．故A错误．

B、光线经过玻璃砖时，出射光线与入射光线都平行，通过两块平行玻璃砖后，出射光线与入射光线仍平行．所以从b下表面射出的光线与a上表面的入射光线平行．故B正确．

C、由题图可知，b的入射角大于a的入射角，根据折射率n=$\frac {sini}{sinr}$ 得a光的折射率小于b光的折射率．故C正确；

D、a光的折射率小于b光的折射率，由公式v=$\frac {c}{n}$，光在a中的速度比光在b中的速度大．故D正确．

本题选择错误的，故选：A．

点评：

本题主要考查光的折射定律：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，光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；光由水或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．本题还要注意玻璃砖上下表面平行，玻璃砖两侧的光线就是平行，与折射率无关．

6多选题

(多选)如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束平行单色光．下列说法中正确的是(　　)

在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角

在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度

要让这一束复合光中的a光和b光都发生明显的衍射现象，缝的宽度必须小于a光的波长

用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽

题目答案

答案解析

分析：

复色光从空气斜射到厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，从而可确定折射率大小．频率与折射率成正比．

解答：

解：A、由公式n=$\frac {1}{sinc}$知，a光的折射率大于对b光的折射率，a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角．故A正确；

B、光从空气斜射到玻璃，由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小．所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率．则a光的传播速度小于b光，故B正确；

C、因a光的波长小于b光，要让这一束复合光中的a光和b光都发生明显的衍射现象，缝的宽度必须远小于a光的波长，或相差不大，故C错误；

D、光从空气斜射到玻璃，由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小．所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率．则a光的传播速度小于对b光，从而得出a光的波长小于b光，用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的小．故D错误；

故选：AB．

点评：

本题可用假设法，由折射率不同，从而假设a是紫光，b是红光，则可根据红光与紫光的特性来确定出正确答案．

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