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如图,是一直角三棱镜的横截面,,,一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点...

如图,是一直角三棱镜的横截面,,一细光束从BC边的D点折射后,射到AC边的E点,发生全反射后经AB边的F点射出.EG垂直于ACBCGD恰好是CG的中点.不计多次反射.

i)求出射光相对于D点的入射光的偏角;

ii)为实现上述光路,棱镜折射率的取值应在什么范围?

 

(1)60° (2) 【解析】 (i)光线在BC面上折射,作出多次折射后的光路如图所示: 由折射定律有: ① 式中,n为棱镜的折射率,i1和r1分别是该光线在BC面上的入射角和折射角.光线在AC面上发生全反射,由反射定律有i2=r2 ② 式中i2和r2分别是该光线在AC面上的入射角和反射角.光线在AB面上发生折射由折射定律有 ③ 式中i3和r3分别是该光线在AB面上的入射角和折射角. 由几何关系得i2=r2=60°,r1=i3=30° ④ F点的出射光相对于D点的入射光的偏角为δ=(r1–i1)+(180°–i2–r2)+(r3–i3) ⑤ 由①②③④⑤式得δ=60°⑥ (ii)光线在AC面上发生全反射,光线在AB面上不发生全反射,有 ⑦ 式中C是全反射临界角,满足 ⑧ 由④⑦⑧式知,棱镜的折射率n的取值范围应为 ⑨  
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