图1
(1)求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向;
(2)第一次的出射点距C______ cm.
解析 (1)设发生全反射的临界角为C,由折射定律得
sin C=
代入数据得
C=45°
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·tan i
两式联立,解得CG= cm
即第一次的出射点距C cm.
答案 (1)出射光线与DC边的夹角为45° (2)