题目内容

2.如图所示,在屏幕MN的上方有空间足够大且折射率n=$\sqrt{3}$的玻璃介质,玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40cm.顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行.一束光垂直于AB边射向BC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑.则这两个光斑之间的距离为(  )
A.10cmB.20cmC.30cmD.40cm

分析 光束垂直于AB边射向BC边的中点O时,由于光的反射和折射,在屏幕MN上出现两个光斑,由折射定律和折射定律作出光路图.由几何知识求出a光的入射角,由折射定律求出折射角,根据反射定律求出反射角.由几何知识求解两个光斑之间的距离.

解答 解:画出光路图如图所示,在界面BC上,光的入射角i=60°.
由光的折射定律有:n=$\frac{sini}{sinr}$,代入数据,求得折射角r=30°
由光的反射定律得,反射角i′=60°.
由几何关系易得:△ODC是边长为0.5l的正三角形,△COE为等腰三角形,CE=OC=0.5l.故两光斑之间的距离L=DC+CE=l=40cm,故D正确.
故选:D.

点评 本题是几何光学问题,是折射定律、反射定律与几何知识的综合应用.要充分运用几何知识,求解两个光斑之间的距离.

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