Question

abc为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，如图所示．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射．若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑自ab面反射的光线)，那么[　　 ]

A、使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出；

B、使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出；

C、使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面；

D、使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面。

 

Answer 1

答案：A
解析：

临界角θ是由折射率n决定的θ=arcsin，n与光的颜色(频率)有关．所以，同一媒质对不同色光的临界角是不同的，从红光到紫光折射率由小到大，故临界角由大到小． 因为，已知白光是垂直入射到ac面上，所以不会发生折射．这样，白光通过等腰直角棱镜内部射到ab面上时的入射角应为45°．由题意知此时发生全反射，所以此时的入射角45°大于临界角arcsin．由此可推知，对所有的色光，都有n>． 当入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转时，由光在ac面上的折射可知，入射到ab面上的光线的入射角将减小(小于45°)．这时有两种可能，一是对所有的色光入射角仍大于临界角，仍都发生全反射，因而没有光线射出ab面．另一种可能是对某些色光来说，入射角小于临界角，将不发生全反射，而按折射定律由ab面射出．因为，从红光到紫光同一媒质的临界角是由大到小的，当入射角减小时，首先将小于媒质对红光的临界角，所以红光将首先射出．由此可判断选项A正确，而选项B错误． 当入射光按图示逆时针方向偏转时，入射到ab面上的光线的入射角将大于45°，因此更要发生全反射，所以没有任何色光从ab面射出，选项C、D都是错误的．

提示：

全反射的应用。