Question

5．高速公路上的標(biāo)志牌都用”回歸反射膜“，夜間行車時(shí)，它能把車燈射出的光逆向返回，這種“回歸反射膜”是用球體反射元件制成的．如圖，透明介質(zhì)球的球心位于O點(diǎn)，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)球的C點(diǎn)，DC與AB間的距離H=$\frac{\sqrt{3}}{2}$R．若DC光線進(jìn)入介質(zhì)球折射后，經(jīng)一次反射，再折射后射出的光線與入射光線CD平行，試作出光路圖，并計(jì)算出介質(zhì)球的折射率．

Answer 1

分析 作出光路圖，由幾何知識(shí)求出光線在C點(diǎn)的入射角與折射角，由折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$求出折射率．

解答 解：光路如圖所示．光線經(jīng)反射后到達(dá)介質(zhì)與空氣的界面時(shí)發(fā)生折射，由幾何關(guān)系和折射定律得：
  i′=r，r′=i    
折射光線PQ與入射光線DC平行，則：∠POA=∠COA=i
 sini=$\frac{H}{R}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$，i=60° 
由幾何關(guān)系可知 r=$\frac{i}{2}$=30°
則sin r=0.5   
故折射率為 n=$\frac{sini}{sinr}$=$\sqrt{3}$
答：光路圖見上，介質(zhì)球的折射率是$\sqrt{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查折射定律的理解與運(yùn)用能力，作出光路圖，根據(jù)反射的對(duì)稱性特點(diǎn)和幾何知識(shí)求解入射角與折射角是關(guān)鍵．