题目内容

5.如图所示,等腰直角三角形ABC为某透明介质的横截面.O为BC边的中点,位于O点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线,其中从AC边上的D点射出的光线平行于BC,从E点射出的光线垂直BC向上.已知BC边长为2L.求:
( i)该光在介质中发生全反射的临界角θ.
(ii) DE的长度x(可能用到sin 15°=$\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}$或tan15°=2-$\sqrt{3}$.

分析 (i)分析光线OD的折射情况,根据折射定律求出折射率,再由全反射临界角公式sinC=$\frac{1}{n}$求临界角θ.
(ii)在△ODE中,根据正弦定理求DE的长度x.

解答 解:(1)根据光的折射定律,分析光线OD的折射情况,有
n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{sin45°}{sin30°}$=$\sqrt{2}$
由$sinθ=\frac{1}{n}$知  θ=45°
(2)在△ODE中,由正弦定理得:
$\frac{OD}{sin45°}$=$\frac{L}{sin120°}$
得:$OD=DE=\frac{{\sqrt{6}}}{3}L$
答:(i)该光在介质中发生全反射的临界角θ是45°.
(ii) DE的长度x是$\frac{\sqrt{6}}{3}$L.

点评 解决本题的关键是掌握折射定律和临界角公式sinC=$\frac{1}{n}$,能灵活运用数学知识研究边长.

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