如图,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光
问题描述:
如图,在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形.有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为______,并在图中画出光路图.
答
因为折射率n=1.5,全反射的临界角:sinC=
=1 n
=0.66,故光在AB面AC面发生全反射,2 3
而入射角为60°,有sin60°=
=0.866,所以C<60°.
3
2
此时光线在第一个界面上发生全反射后垂直射在相对一侧的界面上,直线射出,如图所示,由几何知识可判得桌面上光斑的半径为2r.
故答案为:2r.