问题详情:
如图为半径为R= m的固定半圆形玻璃砖的横截面,O点为圆心,OO′为直径MN的垂线。足够大的光屏PQ紧靠在玻璃砖的右侧且与MN垂直。某同学把一束包含有对该玻璃砖的折*率从n1=到n2=的复*光,沿半径方向与OO′成θ=30°角*向O点,他发现光屏上出现了**光带。
(1)求**光带的宽度;
(2)当复*光入*角逐渐增大时,光屏上的**光带将变成一个光点,求θ角至少为多少?
【回答】
(1)0.73 m (2)45°
【解析】根据折*定律求出折*角,几何关系求解两个光斑之间的距离;为使光屏上的**光带消失,要使光线发生全反*。由于n1<n2,玻璃对其折*率为n2的*光先发生全反*,由临界角公式求解为使光屏上的*带消失复*光的入*角的最小值。
(1)由折*定律:n1=,
n2=
代入数据解得:β1=45°
β2=60°
故**光带的宽度为:
Rtan45°-Rtan30°=(1-)R≈0.73 m。
(2)当所有光线均发生全反*时,光屏上的光带消失,反*光束将在PN上形成一个光点。即此时折*率为n1的单*光在玻璃表面上恰好先发生全反*,故sinC=,即入*角至少为:θ=C=45°
知识点:光的折*
题型:计算题