题目内容
一玻璃三棱镜,其截面为等腰三角形,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?
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。
根据折射定律有①
由几何关系得:②③④
当时,由①式知,有最大值(如图)
由②式得,③
同时应小于玻璃对空气的全反射临界角,
即
由①②③④式和题给条件可得,棱镜顶角的取值范围为
根据折射定律有①
由几何关系得:②③④
当时,由①式知,有最大值(如图)
由②式得,③
同时应小于玻璃对空气的全反射临界角,
即
由①②③④式和题给条件可得,棱镜顶角的取值范围为
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