题目内容
(8分)一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=
。在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。![]()
解:设入射角为i,折射角为r,由折射定律得
:
①
由已知条件及①式得
:r=30° ②(2分)![]()
如果入射光线在法线的右侧,光路图如图1所示。设出射点为F,由几何关系可得:![]()
③
即出射点在AB边上离A点
的位置。(2分)
如果入射光线在法线的左侧,光路图如图2所示。设折射光线与AB的交点为D。
由几何关系可知,在D点的入射角:q=60°
④
设全发射的临界角为qC,则![]()
⑤
由⑤和已知条件得:qC=45°
⑥
因此,光在D点全反射。(2分)![]()
设此光线的出射点为E,由几何关系得:
∠DEB=90°
BD=a-2AF ⑦
BE=
Bdsin30° ⑧
联立③⑦⑧式得:![]()
⑨
即出射点在BC边上离B点
的位置。(2分)
解析
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