Question

单色细光束射到折射率n=的透明球的表面，光束在球心的平面内，入射角i=45°.研究经折射进入球内后又经内表面反射一次,再经球面折射后的光线,如图15-1-2所示(图上已画出入射光和出射光).

图15-1-2

(1)在图上大致画出光线在球内的路径和方法.

(2)求入射光与出射光之间的夹角α.

(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿,问哪种颜色光的α角最大,哪种颜色光的α角最小?

Answer 1

解析：已知入射光和出射光,所以光在三个界面上改变了传播方向,光线在内表面反射时具有对称性,折射光与入射光具有可逆性,由此可作出光路图,再由折射定律分析计算.

(1)如图15-1-3所示.

图15-1-3

(2)由折射定律sinr===,r=30°

    由几何关系及对称性有:

=r-(i-r)=15°  α=30°.

(3)由于α=4r-2i=4r-90°,因此n越大,r越小,α越小.所以紫光α最小,红光α最大.

答案:(1)如图15-1-3所示.(2)30°  (3)红光  紫光