(2014•长春模拟)如图所示,一个折射率为[4/3]的三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的一

(2014•长春模拟)如图所示,一个折射率为[4/3]的三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角.此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成θ角(θ<90°)的方向入射到AB边的中点P处,若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射,则cosθ应满足什么条件?
fpywzywzy 1年前 已收到1个回答 举报

WAHE2 花朵

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解题思路:由折射定律得到光线在AB上的折射角,全反射可得出临界角与折射率的关系.根据题设的两个条件:一是光线能射到AC面上,得到入射角正弦的范围;二是光线在AC面上发生全反射,则光线在AC面上的入射角β≥C,由几何关系得到AB面上的折射角与入射角β的关系,联立可求解.

光由空气射向三棱镜,在AB边上发生折射,折射角为α,由折射定律得:

sin(90°−θ)
sinα=n

当光由三棱镜射向空气,临界角为C时,发生全反射,所以
[sinC/sin90°]=[1/n]
①要使光线能入射到AC边上,由几何关系
sinα≥
1

5
联立解得:cosθ≥
4
5
15;
②要使光线能在AC面上发生全反射,应有β≥C
由几何关系 α+β=90°
联立解得:cosθ≤

7
3
综上可得:
4
5
15≤cosθ≤

7
3
答:若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射,则cosθ应满足
4
5
15≤cosθ≤

7
3.

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 解答本题的关键在于利用几何关系找出入射角、折射角和它们之间的关系,由折射定律可列出方程求解.

1年前

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