(2014•南昌模拟)如图所示,直角三棱镜∠A=90°,∠B=60°.使入射光经AB面折射后沿平行底边BC的方向行进,经

(2014•南昌模拟)如图所示,直角三棱镜∠A=90°,∠B=60°.使入射光经AB面折射后沿平行底边BC的方向行进,经AC面全反射,再经BC面出射.试求:
(1)出射光与入射光的偏折角度多大?
(2)为实现上述过程,棱镜材料的折射率为n有什么限制?
大雪满弓刀XC 1年前 已收到1个回答 举报

放肆**2005 幼苗

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解题思路:(1)作出光路图,根据折射定律和几何知识求出出射光线的折射角,再由几何关系求解偏折角.
(2)在AC面上要求出现全反射,在AC面的入射角α应满足 α≥C,其中sinC=[1/n];在BC不发生全反射,BC边上入射角θ应满足θ<C,再结合几何关系求解.

(1)作出光路图如图所示.
设在AB面的入射角和折射角分别为i和r,在AC面上的入射角及反射角为α,在BC面的入射角和折射角分别为θ和β,
由折射定律得:sini=nsinγ,sinθ=nsinβ
由几何关系得:γ=θ=30°,α=60°
所以 i=β
故偏折角度为:(i-r)+【180°-2α-(β-θ)】=180°-2α=60°
(2)在AC面上要求出现全反射,则α≥C,其中sinC=[1/n]
所以 sinα≥sinC=[1/n]n≥[1/sinα]=
2
3
3
在BC面上不能出现全反射,则θ<C,
所以 sinθ<sinC=[1/n]n<[1/sinθ]=2
所以棱镜材料的折射率
2
3
3≤n<2
答:
(1)出射光与入射光的偏折角度为60°.
(2)为实现上述过程,棱镜材料的折射率为
2
3
3≤n<2.

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 本题的关键是掌握折射定律和全反射临界角公式,灵活运用数学几何知识,处理几何光学问题.

1年前

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