问题 问答题

如图所示,空气中在一折射率为

2
的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB,一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,

(1)求该光从玻璃射入空气时发生全反射的临界角C.

(2)圆弧AB上有光透出部分的弧长为多少?

答案

(1)由sinC=

1
n
求得C=45°.

(2)作出光路图如图所示,设光线在C点恰好发生全反射.由折射定律得,n=

sin45°
sinγ
得  sinγ=
1
2
,γ=30°

由几何知识得,∠AOC=180°-120°-45°=15°

则∠COD=90°-∠AOC-γ=90°-15°-30°=45°

弧AB上有光透出的部分弧长CD为

45°
360°
.2πR=
1
4
πR

答:

(1)该光从玻璃射入空气时发生全反射的临界角C=45°.

(2)圆弧AB上有光透出部分的弧长为

πR
4

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