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(2013?辽宁二模)有一玻璃球冠,右侧面镀银,光源S就在其对称轴上,如图所示.从光源S发出的一束光射到球面上,其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播,另一部分光折入玻璃球冠内,经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回.若球面半径为R,玻璃折射率为
3
,求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大?
分析:作出光路图,根据折射定律和几何关系,求出入射角和折射角,再由几何关系求解光源S与球心O之间的距离SO.
解答:解:如图所示,根据折射定律,有:n=
sinθ1
sinθ2

根据反射定律,有:θ13
其中:θ32=90°
联立可得:θ1=60°,θ2=30°
由图,有:β=θ2=30°,α=θ1-β=30°
故:SO=
3
R

故光源S与M间距:
SM=SO-R=(
3
-1)R≈0.73R

答:光源S与球冠顶点M之间的距离SM约为0.73R.
点评:处理几何光学相关的问题,关键是作出光路图,一定要用直尺准确作图,然后根据几何图形的特点求角或者线段的长度.
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