Question

如图所示，ABC是三棱镜的一个截面，其折射率为n=1.5．现有一细束平行于截面的光线沿MN方向射到棱镜的AB面上的N点，AN=NB=2cm，入射角的大小为i，且sini=0.75．已知真空中的光速c=3.0×10⁸m/s，求：                        

①光在棱镜中传播的速率；                                                                                            

②此束光进入棱镜后从棱镜射出的方向和位置．（不考虑AB面的反射．                              

                                                                                        

                                                                                                                                      

Answer 1

①光在棱镜中传播的速率为 v==2×10⁸m/s

②由题光在AB面上入射角的正弦sini=sinθ₁=0.75，由折射定律得

   n=

得：sinr==0.5，得r=30°

由几何关系得，光线在BC面上的入射角θ=45°

设临界角为C，则由sinC=得

   sinC=＜

可知C＜45°

则光线在BC面的入射角θ＞C

故光线在BC面上发生全反射后，根据几何知识和反射定律得知，光线垂直AC面射出棱镜．

由图可知，出射点到A的距离为：cm

答：①光在棱镜中传播的速率是2×10⁸m/s，

②此束光线射出棱镜后的方向垂直AC面，出射点到A的距离为cm．