Question

如图所示，abc为一全反射棱镜，它的横截面是等腰直角三角形．一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射．若光线的入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑ab面的反射光线)，则 (　)

A．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则紫光将首先射出

B．使入射光按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab面，则红光将首先射出

C．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面

D．使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面

 

Answer 1

答案：B
解析：

解析：先设想入射光线顺时针偏转的情况，这时经ac面的折射，光线以小于45°角射到ab面上．开始时，偏转角越大，ab面上光线的入射角就越小，当偏转到某一角度时，光线将垂直入射到ab面，入射角为0°，在此之后，光线的入射角将变大．按题目所给的条件，开始时ab面上没有光线射出，即棱镜的临界角小于或等于45°，因此在顺时针偏转的过程中，当偏转到一定程度时，光线对ab面的入射角会小于临界角，此时有光线射出ab面，进一步考虑哪一种光线先射出ab面．在组成白光的七种色光中，玻璃对红光的折射率最小，红光经ac面后的方向改变最小，对ab面的入射角改变最大，即红光在几种色光中入射角最小．从折射率最小还可以得出的另一结论，即红光的临界角最大．将这两点结合起来，可知在相同的条件下，红光的临界角最大而入射角最小，因此将最先射出．可以对逆时针偏转的情况同样作一次分析，这时将发现偏转后光线对ab面的入射角增大了，根本不可能射出ab面．答案选B．

提示：

点拨：此题的空间关系比较复杂，又处于一个改变的过程，对想象及推理力的要求是 比较高的．解题的关键是弄清偏转后各色光对ab面的入射角的变化情况．