一细束单色光在三棱镜ABC的侧面 A C 上以大角度由D…——2022 高考物理第 16 题答案解析

2022_全国乙卷

2022 全国 第 16 题 解答题 区分题
2022_全国乙卷

16. 一细束单色光在三棱镜ABC的侧面 $A C$ 上以大角度由D 点入射(入射面在棱镜的横截面内),入射角为i,经折射后射至AB 边的E点,如图所示,逐渐减小i,E点向B点移动,当 $\sin i = { \frac { 1 } { 6 } }$ 时,恰好没有光线从AB 边射出棱镜,且 $D E = D A$ 。求棱镜的折射率。

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1.5

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【答案】1.5

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因为当 $\sin i = { \frac { 1 } { 6 } }$ 时,恰好没有光线从AB边射出,可知光线在E点发生全反射,设临界角为C,则

$$ \sin C = { \frac { 1 } { n } } $$

由几何关系可知,光线在D 点的折射角为

$$ r = 9 0 ^ { \circ } - 2 C $$

则

$$ { \frac { \sin i } { \sin r } } = n $$

联立可得

$$ n { = } 1 . 5 $$

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