一玻璃三棱鏡,其橫截面為等腰三角形,頂角θ為銳角,折射率為,F(xiàn)在橫截面內(nèi)有一光線從其左側(cè)面上半部分射入棱鏡。不考慮棱鏡內(nèi)部的反射。若保持入射線在過入射點的法線的下方一側(cè)(如圖),且要求入射角為任何值的光線都會從棱鏡的右側(cè)面射出,則頂角θ可在什么范圍內(nèi)取值?

解析試題分析:設(shè)入射光線經(jīng)玻璃折射時,入射角為i,折射角為r。射至棱鏡右側(cè)面的入射角為α,如圖:

根據(jù)折射定律有
          ①
由幾何關(guān)系得
            ②
當(dāng)i=0時,由①式可知r=0,α有最大值αm,由②式得
            ③
同時αm應(yīng)小于玻璃對空氣的全反射臨界角,即
            ④
由題結(jié)合①②③④式可得,棱鏡頂角θ的取值范圍是

考點:光的折射定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,是用某種玻璃制成的橫截面為圓形的圓柱體光學(xué)器件,它的折射率為,橫截面半徑為R,現(xiàn)用一束細(xì)光線與圓柱體的軸線成的入射角射入圓柱體,不考慮光線在圓柱體內(nèi)的反射,真空中光速為c.

(1)作出光線穿過圓柱體并射出的光路圖;
(2)求出該光線從圓柱體中射出時,出射光線偏離原方向的角度;
(3)計算光線在圓柱體中的傳播時間.

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(9分) 如圖所示,用折射率n=的玻璃制成的三棱鏡截面。平行光線由AB面入射,從BC面射出時光線與BC面垂直。則斜射到AB面上光線的入射角是多少?斜射到AB面上的光束,并能從BC面上射出的那部分光束寬度是AB邊長的多少倍?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)一玻璃三棱柱豎直放在水平桌面上,其底面A1B1C1是邊長a=12cm的等邊三角形,柱高L=12cm,F(xiàn)在底面的中心O處放置一點光源,不考慮三棱柱內(nèi)的反射光,玻璃的折射率為 ,

求三個側(cè)面的發(fā)光的總面積。

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(9 分)如圖所示,AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖,其頂角θ=83°.今有一束單色光線在橫截面內(nèi)從OA的中點E沿垂直O(jiān)A的方向射入玻璃磚,一部分光線經(jīng)AB面反射后恰好未從OB面射出,不考慮多次反射作用.試做出光路圖并求玻璃的折射率n.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(6分)某同學(xué)欲測直角三棱鏡ABC的折射率n.他讓光線沿平行于BC邊的方向射到三棱鏡的側(cè)面AB上,經(jīng)棱鏡AB邊和AC邊的兩次折射和BC邊的一次反射后,又從另一側(cè)面AC邊上的P點射出.

①在右面圖上畫出光路圖;
②若將射向AB邊的光的入射角調(diào)整為α=60°,此時的折射角γ=30°,求折射率n的值.

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(5分)雨過天晴,人們?吹教炜罩谐霈F(xiàn)彩虹,它是由陽光照射到空中彌漫的水珠上時出現(xiàn)的現(xiàn)象.在說明這個現(xiàn)象時,需要分析光線射入水珠后的光路.一細(xì)束光線射入水珠,水珠可視為一個半徑為R=l0mm的球,球心O到入射光線的垂直距離為d=8mm,水的折射率為n= 4/3.

(a)在圖上畫出該束光線射入水珠后,第一次從水珠中射出的光路圖.
(b)求這束光線從射向水珠到第一次射出水珠,光線偏轉(zhuǎn)的角度.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,半徑為R的半圓柱形玻璃磚某一截面的圓心為O點。有兩條光線垂直于水平柱面射入玻璃磚中,其中一條光線通過圓心O,另一條光線通過A點,且OA=。這兩條光線射出玻璃磚后相交于一點,該點到O點的距離為,求玻璃磚的折射率。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ,OP=OQ=R,一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體,在OP面上的入射點為A,OA=,此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出,且與x軸交于D點,OD=,求:

①該玻璃的折射率是多少?
②將OP面上的該單色光至少向上平移多少,它將不能從PQ面直接折射出來。

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