题目内容
【题目】如图所示为一上、下表面面积足够大的玻璃砖,玻璃砖内有一圆锥真空区,圆锥顶角∠ACB= 90°,圆锥底面与玻璃砖上、下表面平行,圆锥底面AB的中点O处有一红色点光源,光线只射向AB上方区域。O点离玻璃砖上表面距离5d,圆锥顶点C离玻璃砖上表面的距离为dtan75°。已知玻璃对红光的折射率n= ,求玻璃砖上表面有光线射出的区域的面积。(不考虑光线的反射)
【答案】
【解析】光线由玻璃射向真空,临界角满足 解得C=450
如图,光源O发出的临界光线1的光路如图,由折射率公式: 解得θ=300
由几何关系,光线到达玻璃砖上表面的入射角为α=150
又α<C,所以光线1能够射出水面;由几何关系r1=d
如图所示,光源O发出的临界光线2的光路如图,且光线2恰好在玻璃砖上表面发生全反射,由几何关系r2=5d
综上,光线射出玻璃砖上表面的形状是环形,其面积为
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