题文
如图所示,用折射率为
的透明物质做成内外半径分别为a=0.10m、b=0.20m的空心球,内表面涂上能完全吸光的物质,不考虑光在介质内部传播时的反射光线。问:当平行光射向此球时有一部分光经过球的折射能从球右侧射出,求这部分平行入射光束的横截面积? 
题型:未知 难度:其他题型
答案
先考虑从圆心正上方射入的光线。各角度符号如图中所示。
光从透明介质射向空气时的临界角为C:有sinC=1/n
可得:C=45° …………………………2分
可认为当光恰好从圆的最高点射入透明介质,其入射角为90°,折射角为θ。由折射定律可得:n=sin90°/sinθ
可得:θ=45°
故:在此光线为能射入透镜介质并能从右侧射出的光线的一个临界条件。 …………………………2分
当入射平行光折射进入透明介质后并恰好与内表面相切时有:
sinβ="a/b=1/2 " β=30°此光可从球的右侧射出。
n=sinα/ sinβ
可得:α=45° …………………………2分
由对称性可知,当平行光射向此球时有一部分光经过球的折射能从球右侧射出,这部分平行入射光束的横截面积为S: 
可得:S=0.314m2 …………………………4分
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解析
略
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,用折射率为的透明物质做成内外半.....”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。


