如图所示,ABCD是一个用折射率n=2.4的透明媒质做成的四棱柱镜(图为其横截面),∠A=∠C=90°,∠B=60°,A

如图所示,ABCD是一个用折射率n=2.4的透明媒质做成的四棱柱镜(图为其横截面),∠A=∠C=90°,∠B=60°,AB>BC.现有平行光线垂直入射到棱镜的AB面上(如图示),若每个面上的反射都不能忽略,求出射光线.要求:
(1)画出所有典型光线从入射到射出的光路图.(为了图面简洁,表示光线进行方向的箭头只在棱镜外面的光线上标出即可)
(2)简要说明所画光路的根据,并说明每条典型光线只可能从棱镜表面的哪部分射出.
mainsong 1年前 已收到1个回答 举报

shunwt 幼苗

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解题思路:画出三种典型光线从入射到射出的光路图:一条典型光线是①,垂直入射到AB面上BE之间(CE⊥AB),部分垂直反射,部分垂直透射;一条典型光线是②,垂直入射到AB面上EF之间,部分垂直反射,部分垂直透射;一条典型光线是③,垂直入射到AB面上FA之间,部分垂直反射,全反射到AB面.

由题折射率n=2.4,设临界角为C,则sinC=[1/n]<[1/2],则知C<30°.
第一条典型光线是①,垂直入射到AB面上BE之间(CE⊥AB),部分垂直反射回空中,部分垂直透射.到BC面,因入射角60°大于C,发生了全反射.射到DC面时,入射角30°大于C,也发生全反射.到AB面,垂直入射,部分垂直射出媒质,部分垂直反射回去,根据光路可逆性,最后由原入射处射出媒质,其反射部分又重复原路.总之,光线①只能由AB面上FB(BF=BC)间垂直射出.
第二条典型光线是②,垂直入射到AB面上EF之间,部分垂直反射,部分垂直透射.到DC面,入射角30°大于C,发生全反射.到BC面,入射角60°大于C,发生全反射.到AB面,垂直入射,部分垂直射出媒质,部分垂直反射回去,按光路的可逆性,由原入射处射出媒质,其反射部分又重复原路.总之,光线②只能由AB面上FB间垂直射出.
第三条典型光线是③,垂直入射到AB面上FA之间,部分垂直反射,部分垂直透射.到DC面,入射角30°大于C,全反射到AB面,入射角60°大于C,发生全反射,到BC面,垂直入射,部分垂直射出媒质,部分垂直反射回去,按光路的可逆性,由原入射处射出媒质,其反射部分又重复原路.总之,光线③只能由BC面和AB面上FA间垂直射出.
画出所有的典型光线如图所示.
答:画出所有的典型光线如图所示.

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 本题中光线在两种介质分界面上既有反射,又有透射,要根据临界角的大小考虑全反射,再作出典型的光路图.

1年前

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