题文
如图所示,空气中有一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=90°,∠B=30°,∠C=60°,棱镜材料的折射率为
,底面BC长度为2L,一细光束沿平行于底面BC的方向面入射到AB面上,经AB面折射后进入三棱镜.为了保证该光能从AC面上射出,试求该光束在AB面上的入射点到B点的距离范围.
题型:未知 难度:其他题型
答案
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解析
由几何关系可知,光束在AB面上的入射角i=60°,设光束在AB面上的折射角为α,由折射定律可得:sini=nsinα;解得:α=30°
如果光束从AB面上直接射到AC面上,由几何知识可知:此光束在AC面的入射角β=90°-α=60°
设光在三棱镜中发生全反射的临界角为C,则:
因为sin60°>
,光束在AC面上发生全反射.
当该光束再反射到BC面上时,由几何知识可得,该光束垂直BC面射出,并且根据光路可逆,其反射光束也不会再从AC面射出.
同理,当该光束从AB面上直接折射到BC面上时,将从BC面上发生全反射,其反射光束将垂直AC面射出.可见,要使光束从AC面上射出,必须使光束直接从AB面上直接射到BC面上.
当光束从AB面上直接折射到BC面上的C点时,该光束在AB面上的入射点到B点的距离最远,由几何知识可得,此时入射点到B点的距离:
,所以,该光束在AB面上的入射点到B点的距离因该为:
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,空气中有一个横截面为直角三角形.....”主要考查你对 [光的折射定律 ]考点的理解。
光的折射定律
光的折射定律:
1、光的折射现象:光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
2、光的折射定律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
3、在折射现象中,光路是可逆的。
折射成像作图法:
1.折射成像画法应用折射定律,确定物点发出的任意两条入射光线的折射光线,即可找到折射所成的像。如图所示。

2.四点提示
(1)光线实际是从哪个物体发出的;
(2)是从光密介质射向光疏介质还是从光疏介质射向光密介质;
(3)必要的时候还需要借助光的可逆性原理;
(4)注意作图时一定要规范,光线与法线、光线的反向延长线要用实线和虚线区分。


