题目内容

16.如图一横截面为扇形的玻璃砖,半径为R,∠ABC=135°,一束平行光照射到BC面上,方向与BA平行,玻璃对光的折射率为$\sqrt{2}$,求光能从圆弧面上射出部分的弦长.

分析 先由折射定律求出入射角,当光从玻璃进入空气发生全反射的临界角为sin C=$\frac{1}{n}$,求得C=45°.刚好在圆弧边发生全反射的临界光线OD的入射角为45°,根据几何关系求解.

解答 解:由几何关系可知,入射光线的入射角为45°,由光的折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$,可知,折射角为r=30°.光从玻璃进入空气发生全反射的临界角为sin C=$\frac{1}{n}$,求得C=45°.
刚好在圆弧边发生全反射的临界光线OD的入射角为45°,根据几何关系可知,法线BD与竖直方向的夹角为15°,左侧边界光线BE与竖直方向的夹角为30°,因此圆心角∠EBD=45°,它所对的圆弧长为$\frac{1}{8}$×2πR=$\frac{1}{4}$πR.
答:光能从圆弧面上射出部分的弦长是$\frac{1}{4}$πR.

点评 解决本题关键是掌握全反射的条件和临界角公式sinC=$\frac{1}{n}$,结合几何知识进行求解.

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