Question

如图，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率．MN是一条通过球心的直线，MN与球交于P、Q两点．单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，光线恰能从Q点射出．
（1）补全光线AB的折射光路，并在图上标出入射线AB的入射角i和折射角r；
（2）求出射光线QD与MN所成的角α．

Answer 1

【答案】分析：（1）连接BQ，即为折射光线，作出法线，标上箭头、标好入射角，标好折射角．
（2）由几何知识得到入射角与折射角的关系，根据折射定律求解α．
解答：解：（1）作好法线，连接BQ，即为折射光线，标好入射角，标好折射角．作出光路图如图：
（2）根据光路图有折射定律①
由几何关系知：i=2r           ②
解得：r=30°③
在Q点由折射定律 ④
解得α=60°⑤
答：（1）作出光线AB的折射光路如图．
（2）出射光线QD与MN所成的角α是60°．
点评：本题是几何光学中基本问题，作出光路图是基本功，要规范、正确，注意光线上要标出箭头．