(2014•洛阳三模)某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和透明物质Ⅱ制成,其横截面如图所示,O为AB中点,∠BAC=30°

(2014•洛阳三模)某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和透明物质Ⅱ制成,其横截面如图所示,O为AB中点,∠BAC=30°,半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n1=
3
,透明物质Ⅱ的折射率为n2.一束光线在纸面内沿O点方向射入元件,光线与AB面垂线间的夹角为θ,通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出,在BC面有光线垂直射出.求:
①该透明物质Ⅱ的折射率n2
②光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小;
③光线与AB面垂线间的夹角θ的正弦值.
ciciyu2000 1年前 已收到1个回答 举报

mmaalldyyrrbb 幼苗

共回答了26个问题采纳率:96.2% 举报

解题思路:①光线射向AC面恰好发生全反射,反射光线垂直于BC面从棱镜射出,作出光路图.根据几何知识得出光线在AC面上入射角,即为临界角C,根据临界角公式sinC=[1/n]求解透明物质Ⅱ的折射率n2
②根据公式n=[c/v]求解光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小;
③由相对折射率定义:光由透明物质Ⅰ射入透明物质Ⅱ时,相对折射率n21=[sinθ/sinβ],求解光线与AB面垂线间的夹角θ的正弦值.

①由题意可知,光线射向AC面恰好发生全反射,反射光线垂直于BC面从棱镜射出,光路图如下图.
设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知:C=θ21=60°
由sinC=[1
n2得:n2=
1/sinC]=[1/sin60°]=
2
3
3
②由n=[c/v]得:
光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小 v=[c
n2=
3×108

2
3/3]m/s=2.60×108m/s
③由几何关系得:β=30°
由相对折射率定义得:光由透明物质Ⅰ射入透明物质Ⅱ时,相对折射率:n21=[sinθ/sinβ]
由题得:n21=
n2
n1=

2
3
3

3=[2/3]
联立解得:sinθ=n21sinβ=[2/3]×sin30°=[1/3]
答:
①该透明物质Ⅱ的折射率n2
2
3
3.
②光线在透明物质Ⅱ中的传播速度大小为2.60×108m/s;
③光线与AB面垂线间的夹角θ的正弦值为[1/3].

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 本题是几何光学问题,关键掌握光的折射定律以及临界角与折射率的大小sinC=[1/n]关系,还要知道相对折射率等于绝对折射率的关系.

1年前

2
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.014 s. - webmaster@yulucn.com