题目内容
【题目】如图所示,一束平行单色光从空气垂直入射到等腰三棱镜的AB面上,AB和AC边长相等,顶角为,底边BC长为,这种单色光在三棱镜中的的折射率为n=. 在三棱镜右侧有一足够大的竖直光屏垂直于BC,光屏到C点的距离为. 求光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离。(,结果可以带根号)
【答案】
【解析】根据全反射条件,光线射入三棱镜后射出时的临界角C=
光线射入三棱镜后,在AC边的入射角为,不会发生全反射。
设射出AC边时的出射角。根据折射定律
得
根据题意,射到光屏上最低点的位置在图中S1点,如图所示。由几何关系可知,
故
在BC边的入射角为大于全反射的临界角,会发生全反射.
由题意可知,从BC边全反射的光线中射到光屏上最高点的位置在图中S2点,如图所示。由几何关系可知,
故
所以光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离为
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