题目内容
一玻璃三棱镜,其横截面为等腰三角形,顶角θ为锐角,折射率为
。现在横截面内有一光线从其左侧面上半部分射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图),且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出,则顶角θ可在什么范围内取值?
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250031166961840.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116634344.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250031166961840.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116712569.png)
试题分析:设入射光线经玻璃折射时,入射角为i,折射角为r。射至棱镜右侧面的入射角为α,如图:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250031167281922.png)
根据折射定律有
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116743668.png)
由几何关系得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116759537.png)
当i=0时,由①式可知r=0,α有最大值αm,由②式得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116774478.png)
同时αm应小于玻璃对空气的全反射临界角,即
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116790676.png)
由题结合①②③④式可得,棱镜顶角θ的取值范围是
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825003116712569.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目