光的折射、全反射现象的分析计算
1.几何光学是以光线为工具研究光的传播规律的,所以解决几何光学问题的关键是根据"光的传播规律"画出光路图,然后再利用几何学知识,寻找相应的边角关系。
(1)几何光学主要包括四条原理:①光的直线传播规律;②光的反射定律;③光的折射定律;④光路可逆原理。
(2)解题时常用的三个公式:
①折射定律公式:n12=;②折射率与光速的关系n=;③全反射的临界角sin C=。
(3)注意法线的画法:法线画成虚线;法线垂直于界面,如果界面是圆面,则法线垂直于圆的切线,即法线沿半径指向圆心。
2.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,不同方法的实质都相同,由折射定律n=知,只要确定出入射角θ1及折射角θ2即可测出介质的折射率。
[典例1] 如图所示,在一个很大的透明容器中有折射率n=的透明液体,液体内有一平面镜M,水平光束AB射到容器的竖直侧壁上的B点后投射到平面镜上O点处。为了使光束BO经M一次反射后的光线能够射出液体的上表面,平面镜与水平方向的夹角α应满足什么条件?
[解析] 当光经平面镜反射后,经折射从水中射出。但由于平面镜与水平方向的夹角α的不同取值,光既可向左上方,也可向右上方射出,并可能出现光的全反射。图甲和图乙