问题 问答题

一束平行单色光以45°的入射角从空气射向由某种透明材料制成的半圆柱体的底面,其横截面图如图所示(O为圆心),发现只有P、Q之间的圆弧面上有光射出,通过实验确定射向P点的折射光线的入射点为O1点,测得∠OPO1也是45°,试求:

(1)该材料对入射光的折射率是多少?.

(2)圆柱弧面上能射出光线的部分与圆弧表面面积的比值是多少?

答案

(1)因为光在P点发生全反射,在P点的入射角为45度,根据sin45°=

1
n

解得n=

2

(2)根据折射定律,设光在直面上的折射角为θ,有

sin45°
sinθ
=n

解得θ=30°.

根据几何关系得,∠O1OP=180°-60°-45°=75°

∠QOB=180°-120°-45°=15°

则∠POQ=90°,所以圆柱弧面上能射出光线的部分与圆弧表面面积的比值为1:2.

答:该材料对入射光的折射率是

2

(2)圆柱弧面上能射出光线的部分与圆弧表面面积的比值是1:2

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