得: (2分)
7(2)在桌面上有一个倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。有一半径为r=0.1m的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的桌面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为n=1.73。则:
①通过计算说明光线1能不能在圆锥的侧面B点发生全反射?
②光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是多少?(结果保留三位有效数字)
解:①sinC=1/n (2分)
(1分);(1分)
所以,光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射。
②根据几何关系知(1分)
所以,总时间 (2分)
8.(2)(6分)半径为R的半圆柱形玻璃,横截面如图所示,O为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为45°.一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上,经玻璃折射后,有部分光能从MN平面上射出.求能从MN射出的光束的宽度为多少?
解:如下图所示,进入玻璃中的光线①垂直半球面,沿半径方向直达球心位置O,且入射角等于临界角,恰好在O点发生全反射.光线①左侧的光线(如:光线②)经球面折射后,射在MN上的入射角一定大于临界角,在MN上发生全反射,不能射出.
光线①右侧的光线经半球面折射后,射到MN面上的入射角均小于临界角,能从MN面上射出.
最右边射向半球的光线③与球面相切,入射角i=90°.
由折射定律知:
则r=45° ......3分
故光线③将垂直MN射出
所以在MN面上射出的光束宽度应是. ......3分
9.一个半径为R的玻璃半球,如图(1)所示,平放在水平桌面上,已知玻璃的折射率为,一束竖直光照射的半球的平面上与水平桌面上,结果在水平桌面上出现一个暗环,该暗环的面积为 ( C )
A. B.