问题 选择题

如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,半径为R,介质折射率为

2
,圆心角∠AOB=90°,MN为其对称轴,一束平行于对称轴的单色光由OA面射入介质.要使柱体AB面没有光线射出,需在O点垂直于对称轴MN放置一遮光板,则遮光板的长度至少为(  )

A.

2
2
R

B.

3
3
R

C.

R
2

D.

3R
2

答案

设在OA面上的一点P入射的光线恰好不能从AB面射出,经过折射在AB面的N点方式全反射.

由几何关系可知光从P点射入时的入射角θ=45°,由折射定律:

2
=
sin45°
sinγ
,得折射角为:∠γ=30°,要使光不能从AB面射出,在D点的入射角等于45°

由几何关系知,∠OPD=120°,∠PDO=45°,

由正弦定理:

sin∠ODN
R
=
sin∠PDO
OP
,遮光板的长度至少为L=OPsin45°=
3
3
R
,B正确.

故选B

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