=判断出光速和波长的关系.
如图所示,一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=.在此截面所在的平面内,一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜.画出光路图,并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原来光路返回的情况).
[解析] 设入射角为i,折射角为r,由折射定律得=n ①
由已知条件及①式得
r=30° ②
如果入射光线在法线的右侧,光路图如图所示.设出射点为F,由几何关系可得
AF=a ③
即出射点在AB边上离A点a的位置.
如果入射光线在法线的左侧,光路图如图所示.设折射光线与AB的交点为D.由几何关系可知,在D点的入射角
θ=60° ④
设全反射的临界角为C,则
sin C= ⑤
由⑤和已知条件得
C=45° ⑥
因此,光在D点发生全反射.
设此光线的出射点为E,
由几何关系得
∠DEB=90°
BD=a-2AF ⑦
BE=DBsin 30° ⑧
联立③⑦⑧式得BE=a