如图所示，是一个用折射率，n=1.6的透明介质做成的三棱柱的横截面图，其中∠A=60°，∠C=30°．现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面上．试求

题文

如图所示，是一个用折射率，n=1.6的透明介质做成的三棱柱的横截面图，其中∠A=60°，∠C=30°．现有一条光线从图中所示的位置垂直入射到棱镜的AB面上．试求：（1）最终是否有光线从AC面射出．若有，请求出射出光线与AC面的夹角；若没有，请说明理由．（2）请画出光线从AB面射入再从BC面射出的光路图，并求从BC射出的光线与BC面的夹角．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）画出光路如图． 由临界角公式sinC=1n得，sinC=11.6＜sin60°，得C＜60°．光线第一次射到AC面上时，入射角为60°，大于临界角C，将发生全反射．由几何关系得，入射角i=30°，小于临界角，则光线在AB面上不发生全反射，有光线反射，反射角i′=30°，根据几何知识得知反射光线与AC垂直，则最终有光线从AC射出，射出光线与AC面的夹角为90°．（2）光线射到BC面上入射角i=30°，由n=sinrsini得折射角sinr=nsin30°=1.6×0.5=0.8，得r=53°则出射光线与BC面的夹角约为37°．答：（1）有光线从AC面射出，跟AC面的夹角为90°．（2）从BC面出射的光线跟BC面的夹角约为37°．

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解析

1n

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，是一个用折射率，n=1.6的透.....”主要考查你对 [实验：测定玻璃的折射率 ]考点的理解。

实验：测定玻璃的折射率

测定玻璃的折射率: 实验目的： 测定玻璃的折射率。 实验原理： 如图所示，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B，从而求出折射光线OO'和折射角r，再根据算出玻璃的折射率。实验器材： 一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺 实验步骤： 1、把白纸铺在木板上。 2、在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。 3、把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。 4、在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5、从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。 6、移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角，∠O'ON'为折射角。 7、用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。 8、用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9、算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的算出玻璃的折射率。实验器材： 一块两面平行的玻璃砖，白纸，木板，大头针（4枚），量角器（或圆规、三角板），刻度尺 实验步骤： 1、把白纸铺在木板上。 2、在白纸上画一直线aa'作为界面，过aa'上的一点O画出界面的法线NN'，并画一条线段AO作为入射光线。 3、把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其长边与aa'重合，再用直尺画出玻璃的另一边bb'。 4、在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 5、从玻璃砖bb'一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P1的像被P2的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身。 6、移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O'，OO'就是玻璃砖内折射光线的方向。∠AON为入射角，∠O'ON'为折射角。 7、用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里。 8、用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里。 9、算出不同入射角时的值，比较一下，看它们是否接近一个常数。求出几次实验测得的的平均值，这就是这块玻璃的折射率。 注意事项： 1、轻拿轻放玻璃砖，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面。严禁把玻璃砖当直尺用。 2、实验过程中，玻璃砖在纸面上的位置不可移动。 3、插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些，以减小确定光路方向时出现的误差。 4．实验时入射角不能太小（接近零度），否则会使测量误差加大；也不能太大（接近90°），否则会不易观察到P1、P2的像。 5、本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖，如采用三棱镜，半圆形玻璃砖等，只是出射光和入射光不平行，但一样能测出折射率。