问题 问答题

已知玻璃对某种单色光的折射率n=

2
,现使一束该种单色光沿如图所示方向射到三棱镜的AB面上,最后从棱镜射出.假设光在行进过程中有折射光线存在时不考虑反射问题,则

(1)在原图中画出该光束在棱镜中的光路图,

(2)求光射出棱镜时的折射角.(结果可用反三角函数表示.)

(已知一组可能使用的三角函数近似值sin10°=0.17  sin20°=0.34  sin40°=0.64  sin50°=0.77)

答案

(1)画出光路图如图所示.

(2)设临界角为C,则sinC=

1
n
=
1
2
,解得,C=45°

由折射定律得:sinθ=

sin45°
n
=
1
2

故θ=30°.

由几何知识得 α=40°<C                                             

即该束光在玻璃中的折射光线与平行,故它在玻璃中的折射光线一定射到AC面,而射到AC面的入射角小于全反射的临界角,故不发生全反射,从AC面射出.如图所示.           

由n=

sinβ
sinα
得,故sinβ=nsin40°=0.64
2
≈0.905)

∴β=sin-10.64

2
=sin-10.905                            

答:

(1)画出光路图如图所示.

(2)光射出棱镜时的折射角为sin-10.905.

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