- 光的折射:折射率
- 共2037题
如图所示有一根玻璃管,内径为,外径为2,折射率为=,图乙是它的截面.有一束光线从玻璃管的外侧面上的点垂直于玻璃管中心轴线射入.若入射角α为60°,则有无光线从玻璃管的外壁射出玻璃管?如果有,则有光线射出的位置有几处,并求出各处射出的光线与点入射光线的夹角是多大?如果没有,请说明理由.需作出光路图。
正确答案
解:设光从玻璃到空气临界角为C,sinC=,得30°<C<45°
设光进入玻璃管时折射角为θ,射向内表面的入射角为β
据折射定律有:sinα=nsinθ,得θ=30°
此时光线刚好与玻璃内表面相切,光照射到外表面时的入射角β为30°,因30°<C<45°,可知入射角β小于C,则有光射出玻璃管
由光路可逆分析,折射光线对应的折射角为60°,此时射出的光线2与A点入射光线1的夹角为60°;在此位置有部分光线发生反射,再在另一位置出射,其入射角为30°,对应的折射角为60°,此时射出的光线3与A点入射光线1的夹角为180°;还有部分光线进一步发生反射在A点处出射,此时射出的光线4与A点入射光线1的夹角为60°
故有光线射出的位置有三处,各处射出的光线与A点入射光线的夹角分别为:第一处60°(或120°);第二处180°;第三处60°(或120°)
如图所示,为某种透明介质的截面图,△ACC为等腰直角三角形,BC为半径R=10cm的四分之一圆弧,AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O,在AB分界面上的入射角i=45°,结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为,
。
(1)判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色;
(2)求两个亮斑间的距离。
正确答案
解:(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2,sinC1=,
同理C2= 450,
i= 450=C2,i=450
且由几何关系可知,反射光线与AC垂直,所以在AM处产生的亮斑P1为红色,
在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色
(2)画出如图光路图,
设折射角为r,两个光斑分别为P1、 P2。
根据折射定律
求得由几何知识得解得,为等腰直角三角形,解得所以。
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