问题标题:
如下图所示,单色细光束平行于圆形玻璃砖的横截面射到圆面上,玻璃的折射率为,入射角为i=45°,光线经折射进入玻璃砖后又经内表面反射一次,再经圆形玻璃砖折射后射出。求入射光线
问题描述:
如下图所示,单色细光束平行于圆形玻璃砖的横截面射到圆面上,玻璃的折射率为,入射角为i=45°,光线经折射进入玻璃砖后又经内表面反射一次,再经圆形玻璃砖折射后射出。求入射光线与出射光线的夹角α为多大。
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吕晓云回答:
【分析】根据题图以及光的反射、折射定律作出光路图,再由几何知识可求夹角。
如图:
光线从A点射入,经C点全反射后,从B点射出。∠ADB即为题中所要求的光线偏转角α。
n由对称性可知,光路图以C点法线为轴左右对称。根据折射定律计算可知∠OAC=30°,所以∠CAD=∠i-∠OAC=45°-30°=15°。而∠ODA=∠OCA-∠CAD=30°-15°=15°
n所以α=2∠ODA=30°。
【点评】此题结合几何三角形角度关系,圆内角度关系,几何对称性等诸多数学元素。这是此类题型的共同特点,分析时注意,从几何入手找准角度。
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