解析 (1)画出光路图如图甲所示
在界面AC,a光的入射角θ1=60° 由光的折射定律有
sin θ1
=n sin θ2
代入数据求得折射角θ2=30° 由光的反射定律得反射角θ3=60°
由几何关系易得:△ODC是边长为l/2的正三角形,△COE为等腰三角形, CE=OC=l/2,故两光斑之间的距离 l=DC+CE=40 cm (2)光路图如图乙所示
屏幕上相距最远的两个光斑之间的距离为PQ=2l=80 cm 答案 (1)40 cm (2)80 cm 7.(2014·山西太原一模)如图所示,由某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,折
射率n=3,∠A=30°.一束与BC面成30°角的光线从O点射入棱镜,从AC面上O′点射出.不考虑光在BC面上的反射,求从O′点射出的光线的方向.
解析 光从O点射入,折射角为r1 sin i1sin r1=n
1
sin C=n 3
r1=30°,sin C=3,C<45°
i2=90°-r1=60°>C,故光在AB面发生全反射
光在AC面折射,i3=30°
sin r3sin i3=n r3=60°
光经AC面反射后,垂直射向AB面,再次反射,之后光在AC面再次折射,有i4=i3,由对称性知 r4=r3=60° 答案 60°
8.[2013·湖北七校联考,34(2)]一半圆形玻璃砖,玻璃的折射率为3,AB为直径,
长度为D,O为圆心,一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖,其中心光线P通过O点,如图所示.M、N为光束边界光线.求:M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离.
解析 光路如图所示
由几何关系知,边界光线在圆形界面上的入射角θ2 D/41
sin θ2=D/2=2 θ2=30° 由折射定律n=
sin θ1
,得 sin θ2
3
sin θ1=nsin θ2=2 则折射角θ1=60°
D3
则OO′=2×4cot θ2=2D
3
答案 2D