问题 计算题

图示为某种透明介质的截面图,△AOC为等腰直角三角形,BC为半径R=10cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的细束复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑,左右亮斑分别为P1P2。假设该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=n2=

(1)判断P1P2两处产生亮斑的颜色;

(2)求两个亮斑间的距离P1P2

答案

(1)亮斑P1为红色。亮斑P2为红色与紫色的混合色(2)P1P2= (5 + 10)cm

题目分析:(1)设该介质对红光和紫光的临界角分别为C1C2,则

sinC1= =                            (1分)

C1=60°                                (1分)

同理C2=45°                             (1分)

i= 45° =C2i= 45°< C1

所以紫光在AB面发生全反射,而红光在AB面一部分折射,一部分反射,且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以亮斑P1为红色,         (1分)

亮斑P2为红色与紫色的混合色。            (1分)

(2)画出如图光路图,设折射角为r,根据折射定律有

n1=                             (1分)

得sinr=                             (1分)

由几何知识可得tanr=                        (1分)

解得AP1= 5cm                              (1分)

由几何知识可得△AOP2为等腰直角三角形

解得 AP2=10cm

所以P1P2= (5 + 10)cm                       (1分)

点评:要求能熟练做出光路图,并能正确应用几何关系求解.

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