题文
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a,棱镜材料的折射率为n=2.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜,求其射出的点的位置(不考虑光线沿原来路线返回的情况).
题型:未知 难度:其他题型
答案
设入射角为i,折射角为r,由折射定律得:sinisinr=n ①
由已知条件i=45°,n=2解得 r=30°②
(1)如果入射光线在法线的右侧,根据几何知识得知,光线与AB垂直,光路图如图所示.设出射点F,由几何关系可得
AF=38a③
即出射点在AB边上离A点38a的位置.
(2)如果入射光线在法线的左侧,光路图如图所示.设折射光线与AB的交点为D.
由几何关系可知,在D点的入射角
θ=60°④
设全反射的临界角为C,则
sinC=1n⑤
由⑤和已知条件得
C=45°⑥
因此,光在D点全反射.
设此光线的出射点为E,由几何关系得∠DEB=90°
BD=a-2AF⑦
BE=DBsin30°⑧
联立③⑦⑧式得
BE=18a
即出射点在BC边上离B点18a的位置.
答:如果入射光线在法线的右侧,出射点在AB边上离A点3a8的位置.如果入射光线在法线的左侧,出射点在BC边上离B点18a的位置.光路图如图所示.
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解析
sinisinr
考点
据考高分专家说,试题“一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=3.....”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。



