Question

【题目】如图所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦sin i＝0.75，(光在空气中传播速度c=3×108m/s).求：

(1)光在棱镜中传播的速率；

(2)请作出光路图(不考虑返回到AB面上的光线),并通过计算确定此束光线射出棱镜时的方向。

Answer 1

【答案】（1）2.0×108 m/s （2） ，光线沿DE方向射出棱镜时与AC界面垂直

【解析】试题分析：（1）由公式求光在棱镜中传播的速率．（2）已知折射率n和入射角的正弦，根据折射定律求出折射角．由公式求得临界角C．由几何知识求出光线射到BC面的入射角，根据入射角与临界角的大小关系，判断光线在BC面上能否发生全反射，再进一步确定此束光线射出棱镜后的方向．

（1）由，得：光在棱镜中传播的速率

（2）设光线进入棱镜后的折射角为r，由，得

则，光线射到BC界面时的入射角

由于，所以光线在BC边发生全反射，光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直．光路图如图所示