问题 选择题

如图所示,空气中有一折射率为

2
的玻璃柱体,其横截而是圆心角为90°,半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截面,以45°入射角射到OA上,OB不透光,若考虑首次入射到圆弧

AB
上的光,则 

AB
上有光透出的部分的弧长为(  )

A.

1
6
πR

B.

1
4
πR

C.

1
3
πR

D.

5
12πR

答案

根据折射定律有:

2
=
sin45°
sinr
可得光进入玻璃后光线与竖直方向的夹角为30°.

过O的光线垂直入射到AB界面上点C射出,C到B之间没有光线射出;越接近A的光线入射到AB界面上时的入射角越大,发生全反射的可能性越大.

根据临界角公式:sinC=

1
2
得临界角为45°,如果AB界面上的临界点为D,此光线在AO界面上点E入射,在三角形ODE中可求得OD与水平方向的夹角为180°-(120°+45°)=15°,所以A到D之间没有光线射出.由此可得没有光线射出的圆弧对应圆心角为90°-(30°+15°)=45°

所以有光透出的部分的弧长为

1
4
πR,故ACD错误,B正确.

故选B.

单项选择题
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