稿件来源:高途
高中 | 全反射题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-4
第十三章 光
13.2 全反射
全反射
如图所示,三角形$ABC$是三棱镜的横截面,$AC=BC$,$∠C=30^\circ $,三棱镜放在平面镜上,$AC$边紧贴镜面。在纸面内,一光线入射到镜面$O$点,入射角为$\alpha$,$O$点离$A$点足够近。已知三棱镜的折射率为$\sqrt{2}$。
当$\alpha=45^\circ $时,求光线从$AB$边射入棱镜时折射角的正弦值;
$\\dfrac{\\sqrt{6}}{4}$
"]]作出光路图,如图所示
由几何关系可知$\angle BAC=\dfrac{180{^\circ}-\angle C}{2}=75{^\circ}$,$∠1=∠BAC-(90^\circ-\alpha)=30^\circ $
所以在$AB$边的入射角为$∠2=90^\circ-∠1=60^\circ $
由光的折射定律$n=\dfrac{\sin\angle 2}{\sin\angle 3}$
解得光线从$AB$边射入棱镜时折射角的正弦值为$\sin\angle 3=\dfrac{\sqrt{6}}{4}$
若光线从$AB$边折射后直接到达$BC$边,并在$BC$边刚好发生全反射,求此时的$\alpha$值
$60^\\circ $
"]]根据$\sin C'=\dfrac{1}{n}= \dfrac{\sqrt{2}}{2}$
可得$C'=45^\circ $
则$AB$边的折射角为$∠3'=90^\circ-[180^\circ-(75^\circ +90^\circ-45^\circ )]=30^\circ $
根据折射定律可知$AB$边的入射角满足$n=\dfrac{\sin\angle 2'}{\sin\angle 3'}$
解得$∠2'=45^\circ $
根据几何关系可知恰好发生全反射时的入射角为$\alpha'=90^\circ-[∠BAC-(90^\circ-∠2')]=60^\circ $
高中 | 全反射题目答案及解析(完整版)