题目内容

4.如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,∠A=30°,棱镜材料的折射率n=$\sqrt{3}$.在此截面所在的平面内,空气中的一条光线平行于底边AB从AC边上的M点射入棱镜,经折射射到AB边.光线从AC边进入棱镜时的折射角为30°,试判断光线能否从AB边射出,不能(填“能”或“不能”).

分析 根据折射定律求出光线从AC边进入棱镜时的折射角,根据sinC=$\frac{1}{n}$求出临界角,判断光是否在AB面上发生全反射.

解答 解:设光线在M点的入射角为 i、折射角为r,由折射定律有:n=$\frac{sini}{sinr}$
由题意知i=60°,所以sinr=$\frac{sini}{n}$=$\frac{sin60°}{\sqrt{3}}$=0.5,r=30° 
由几何关系可知,光线在AB面上P点的入射角为 i′=60°               
设发生全反射的临界角为C,则有 sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$<$\frac{\sqrt{3}}{2}$,C<60°,则光线在P点发生全反射,不能AB射出,光路图如图所示.
故答案为:30°; 不能

点评 本题考查几何光学,掌握光的折射定律以及临界角与折射率的大小关系,正确画出光路图,运用几何知识求解相关角度是关键.

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