Question

【题目】如图所示，一束截面为圆形（半径R=1 m）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区.屏幕S至球心距离为D=（+1）m，不考虑光的干涉和衍射，试问：

①若玻璃半球对紫色光的折射率为n=，请你求出圆形亮区的半径。

②若将题干中紫光改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？

Answer 1

【答案】①1m ②紫色

【解析】

试题分析：①如图，

紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的点E，E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径。设紫光临界角为C，由全反射的知识：sinC＝（1分）

由几何知识可知：AB＝RsinC＝ （1分）

OB＝RcosC＝R（1分）

BF＝ABtanC＝（1分） GF＝D－（OB＋BF）＝D－，，（1分）

所以有：rm＝GE＝·AB＝D·－nR＝1 m（2分）

②由于白色光中紫光的折射率最大，临界角最小，故在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘应是紫色光．（2分）