问题 计算题

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.

答案

题目分析: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:

问答题
单项选择题