题目内容
【题目】一个半圆形玻璃砖,某横截面半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。玻璃的折射率为。
(I) 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出, 则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(II)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
【答案】
【解析】(i)根据全反射定律: ,得: ,即临界角为45°,如图:
由几何知识得: ,则入射光束在AB上的最大宽度为;
(ii)设光线在距离O点的C点射入后,在上表面的入射角为,由几何关系和已知条件得,光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图:
由反射定律和几何关系得: ,射到G点的光有一部分被反射,沿原路返回到达C点射出.
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