9.(2018·全国卷Ⅱ)如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°。一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出。

9.(2018·全国卷Ⅱ)如图,△ABC是一直角三棱镜的横截面,∠A=90°,∠B=60°。一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出。EG垂直于ACBCGD恰好是CG的中点。不计多次反射。
(1)求出射光相对于D点的入射光的偏角;
(2)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?
解析:(1)光线在BC面上发生折射,如图所示,由折射定律有
n
AC面上发生全反射,i2=r2②
AB面上发生折射,n
由几何关系得
i2=r2=60°,r1=i3=30°④
F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为
δ=(r1-i1)+(180°-i2-r2)+(r3-i3)⑤
由①②③④⑤式得
δ=60°。⑥
(2)光线在AC面上发生全反射,在AB面上不发生全反射,有i2≥Ci3<C
式中C是全反射临界角,满足
sin C
由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为
n<2。⑨

答案:(1)60° (2)n<2
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: