光线在OQ边上发生全反射。若θ>θ2,光线不能在OP边上发生全反射;若θ<θ1,光线不能在OQ边上发生全反射,综上所述,选项D正确。
4.选D 根据光线可逆,两束光在空气中的入射角相等,A光的折射角大、折射率小;v=,折射率小的,在介质中的传播速度大,时间短,故A、B错;sin C=,折射率小的,临界角大,所以B的临界角小。故D正确。
5.选D 根据光的传播规律解决问题。发光小球沿水平方向发出的光,均能射出玻璃缸,不发生全反射,选项A错误;小球发出的光射到水面上时,当入射角大于等于临界角时,会发生全反射,选项B错误;光的频率由光源决定,光由一种介质进入另一种介质时,光的频率不变,选项C错误;根据n=,光在水中的传播速度较小,选项D正确。
6.选B 由该棱镜的折射率为n=可知其临界角C满足sin C==,由题图中的几何关系可求出GG1右边的入射光线全部发生全反射,GG1左边的入射光线没有发生全反射,所以光线只能从圆弧NG1射出,选项B正确。
7.解析:本题考查光的全反射规律的应用,意在考查考生对光路的分析能力及全反射规律的应用能力。光线在棱镜中的光路图如图所示,根据反射定律和题设条件,得4α=90°,所以入射角α=22.5°
根据全反射规律,sin C=
故sin 22.5°≥
所以n≥,即折射率的最小值为。
答案:
8.解析:(ⅰ)根据全反射规律可知,光线在AB面上P点的入射角等于临界角C,由折射定律得
sin C=①
代入数据得C=45°②
设光线在BC面上的折射角为r,由几何关系得r=30°③
由折射定律得n=④
联立③④式,代入数据得i=45°⑤
(ⅱ)在△OPB中,根据正弦定理得=⑥
设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得=vt⑦