光路图如图所示,由几何关系可知光线在AB边和BC边的入射角均为60°,均发生全反射.设光线在CD边的入射角为i,折射角为r,由几何关系得i=30°,小于临界角,光线第一次射出棱镜是在CD边,由折射定律得
n=
代入数据得r=45°
(2)设光线与AB边、BC边和CD边的交点分别为E、F、G,
由几何关系,得CF=AE=
CG=CF·tani
两式联立,解得CG= cm
即第一次的出射点距C cm.
(1)解答光学问题应先准确画出光路图.
(2)用光发生全反射的条件来判断光是否已经发生全反射.
(3)在处理光学问题时应充分利用光的可逆性、对称性、相似性等几何关系.
二、测折射率的方法
测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法,不管哪种方法其实质相同,由折射定律n=知,只要确定出入射角i及折射角r即可测出介质的折射率.
例3 学校开展研究性学习,某研究小组的同学根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图3所示,在一圆盘上,过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P1、P2,并保持P1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中,而且总保持液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,而后在图中右上方区域观察P1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P1、P2的像,同学们通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值,则: