题目内容

(2007?浙江)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为(  )
分析:当半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上,经过第一次折射时,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折.当第二次折射时,由于入射角等于60°,而玻璃的折射率为1.5,可得临界角小于45°,所以会发生光的全反射,反射光线却恰好垂直射出.故可根据几何关系可确定光斑的半径.
解答:解:如图所示
玻璃的折射率为1.5,可得临界角小于45°,经过第一次折射时,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折.当第二次折射时,由于入射角等于60°.所以会发生光的全反射,反射光线却恰好垂直射出.因为ON等于r,则OA等于2r,由于∠MOA=∠AMO=30°,所以AM等于2r.
故选:C
点评:本题关键之处是借助于光的折射与反射定律作出光路图,同时利用几何关系来辅助计算.
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