16.如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于 AC边上。D 位于 AB 边上,过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F.该同学在 D 点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过 O点做AB边的垂线交直线 DF 于 E;$DE=2cm$,$EF=1cm$。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)

参考答案
见解析
2018_新课标III卷
16.如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“•”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于 AC边上。D 位于 AB 边上,过 D 点做 AC 边的垂线交 AC 于 F.该同学在 D 点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过 O点做AB边的垂线交直线 DF 于 E;$DE=2cm$,$EF=1cm$。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)

见解析
【考点】H3:光的折射定律
【专题】11:计算题;32:定量思想;4F:几何法
【分析】等边三角形的垂心、重心、中心是重合的;画出光路图,结合几何关系得到入射角和折射角,求解出折射率即可。
【解答】解:连接 DO,点 E 是三角形 AOD 的垂心, $\mathrm { D E } { = } 2 \mathrm { c m }$ , $\mathrm { E F } { = } 1 \mathrm { c m }$ ,说明三角形OAD是等边三角形,点E也是重心、中心,故画出光路图,如图所示:

故入射角为 $6 0 ^ { \circ }$ ,折射角为 $3 0 ^ { \circ }$ ,故折射率为:
$$ \mathrm{n} = \frac {\sin 6 0 ^ {\circ}}{\sin 3 0 ^ {\circ}} = \sqrt {3}; $$
答:三检镜的折射率为 $\sqrt { 3 }$ 。
【点评】本题考查折射率的定义,关键是画出光路图,找出入射角和折射角,要知道等边三角形的垂心、重心、中心是重合的。