(2014•唐山一模)一半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示,O为圆心,一束平行光线照射到玻璃砖MO′N面上,中心光线a

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  • 解题思路:①光线在O点恰好发生全反射,入射角等于临界角C,由临界角公式sinC=[1/n]求出玻璃砖的折射率n.

    ②光线从MN面射出时会发生全反射现象,则可得出不能从MN边射出的边界;再分析光从玻璃上表面射入的光线的临界值可得出光束宽度.

    ①据题,光线在O点恰好发生全反射,入射角等于临界角C,则得C=45°;

    由sinC=[1/n]得:n=[1/sin45°]=

    1

    2

    2=

    2

    ②如图所示,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:sinr=[sini/n]=

    2

    2

    则:r=45°

    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:

    OE=Rsinr=

    2

    2R

    答:

    ①玻璃砖的折射率n为

    2;

    ②玻璃砖底面MN出射光束的宽度是

    点评:

    本题考点: 光的折射定律.

    考点点评: 本题要掌握光的折射定律及全反射临界角公式sinC=[1/n],要注意分析发应全反射光线的边界的确定,作出光路图即可求解.