题文
(9分)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5,求光束在桌面上形成光斑的面积。
题型:未知 难度:其他题型
答案
4πr2
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解析
如图所示,设玻璃圆锥与桌面的交点为A,右侧边缘的光束垂直射入圆锥后交三角形于O点,入射角为α,则有
, 
,α=60°,有
(2分)
对临界角C有:
,
比较得α>C,所以在O点发生了全反射。光线从左面射出。(3分)
由图中几何关系得,光射到左面时垂直射出,不折射,射到桌面在B点, 有
,则
(2分)
从轴线向右侧的入射线,最后射到桌面上AB之间,这样光束在桌面上形成的光斑是以A为圆心,AB为半径的圆,得光斑面积S=π(2r)2=4πr2。(2分)
考点
据考高分专家说,试题“(9分)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶.....”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。


