圆柱透镜的截面如图所示,圆心为O,半径OA=R.一束光从半径OA的中点垂直于界面射入透镜后,从圆弧面射出时出射光线相对于

圆柱透镜的截面如图所示,圆心为O,半径OA=R.一束光从半径OA的中点垂直于界面射入透镜后,从圆弧面射出时出射光线相对于入射光线偏折了15°角,求:
(1)透镜的折射率;
(2)要使这束光线不能从圆弧面射出,可使透镜从图示位置沿垂直于入射光线方向平移多少?
learlee 1年前 已收到1个回答 举报

仓木麻一 幼苗

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解题思路:(1)由几何关系求得光线在圆弧面上入射角和折射角,由折射定律求解折射率.
(2)要使这束光线不能从圆弧面射出,必须使光线在圆弧面上发生全反射,透镜可上移,也可下移.由sinC=[1/n]求出临界角,再由几何知识求解即可.

(1)入射光穿过半圆柱透镜的光路如图所示,由几何知识得知在C点的入射角为 i=30°,折射角为 r=45°
则透镜的折射率[1/n]=[sini/sinr]=[sin30°/sin45°],则得n=
2
(2)光线在圆弧面上的全反射临界角正弦为 sinC=[1/n]=
1

2,则得 C=45°.要使光在圆弧面上发生全反射,可使透镜下移,使得∠OC′B′=45°则下移的距离BB′=

2−1
2R
要使光在圆弧面上发生全反射,还可使透镜上移,使得∠OC″B″=45°则上移的距离为 BB″=

2+1
2R
答:
(1)透镜的折射率是
2;
(2)要使这束光线不能从圆弧面射出,可使透镜从图示位置沿垂直于入射光线方向透镜下移

2−1
2R或上移

2+1
2R.

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 解决本题关键要掌握全反射的条件和临界角公式,并结合几何知识求解.

1年前

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