题目内容
(2010?重庆)如图所示,空气中有一折射率为
的玻璃柱体,其横截而是圆心角为90°,半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面,以45°入射角射到OA上,OB不透光,若考虑首次入射到圆弧
上的光,则
上有光透出的部分的弧长为( )
2 |
AB |
AB |
分析:注意两条特殊光线,一是从O点沿半径方向进入玻璃柱体的光线,入射方向不变,二是在AB面上发生全反射的光线,有光透出的部分在这两条光线之间,然后根据几何关系求解.
解答:解:根据折射定律有:
=
可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°.
过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出,C到B之间没有光线射出;越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大,发生全反射的可能性越大.
根据临界角公式:sinC=
得临界角为45°,如果AB界面上的临界点为D,此光线在AO界面上点E入射,在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-(120°+45°)=15°,所以A到D之间没有光线射出.由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-(30°+15°)=45°
所以有光透出的部分的弧长为
πR,故ACD错误,B正确.
故选B.
2 |
sin45° |
sinr |
过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出,C到B之间没有光线射出;越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大,发生全反射的可能性越大.
根据临界角公式:sinC=
1 | ||
|
所以有光透出的部分的弧长为
1 |
4 |
故选B.
点评:根据光的折射、全反射原理在AB弧面上找到有光线透出的范围,然后依据几何关系求解.
练习册系列答案
相关题目