高中 | 光的折射 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-4

第十三章 光

13.1 光的反射和折射

光的折射

某同学在光学实验室用激光研究光的反射与折射现象。他将一束细激光垂直照射到一块足够长的玻璃劈的左界面$A$上,玻璃劈的折射率$n=1.41$,顶角$\alpha=8^\circ $,后方放置一足够长的光屏(如图所示),则该同学在光屏上能观察到的光斑个数,正确的是$(\qquad)$

["

$1$

","

$2$

","

$3$

","

$4$

"]
[["C"]]

由题意,可画出如图所示光路图

当光第$1$次射到玻璃劈的第二个面上,入射角为$\alpha$,入射光一部分从该面折射出去而到达屏上,一部分在玻璃劈进行内反射,由反射的对称性,各次反射光与反射面的关系等效于递图中的$2$$3$$4$$\cdots\cdots$,入射角依次为$\alpha$$2\alpha$$3\alpha$$\cdots\cdots$,从题给条件知全反射临界角为$\arcsin\dfrac{1}{1.41}=45{^\circ}$

那么,当第$7$次射到玻璃劈的面上时,入射角为$48^\circ$,将发生全反射而无出射光,前$6$次到达劈面的光中,有三次折射后可到达劈后面的屏$M$上,故在劈后面的屏$M$上只可以看到$3$个光斑。

故选:$\rm C$

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