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.