题目内容

(2013?湖南模拟)如图所示,为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,BC为半径R=12cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.一束红光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光的折射率为n=
2
3
3
,求两个亮斑与A点间的距离.
分析:已知红光的折射率,可由公式sinC=
1
n
求出临界角,判断红光在AB面上能否发生全反射.再由折射定律及几何知识可求得两光斑的距离.
解答:解:设红光的临界角为C,则
  sinC=
1
n
=
3
2
,则得C=60°
由题意,i=45°<C
红光在AB面一部分折射,一部分反射.画出如图光路图.
设折射角为r,两个光斑分别为P1、P2,根据折射定律得
 n=
sinr
sini

求得 sinr=
6
3

由几何知识可得 tanr=
R
AP1

解得:AP1=6
2
m
由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形,
解得:AP2=12cm 
答:两个亮斑与A点间的距离12cm.
点评:本题首先要能熟练作出光路图,并能正确应用几何关系进行求解.
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