Question

【题目】如图，某种透明材料做成的三棱镜ABC，其截面为等腰直角三角形，已知BC的边长为a，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB、AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后全部直接到达BC面。某同学用遮光板挡住AC，发现光从BD间射出(D未在BC边标出)，已知该材料对此平行光束的折射率。

①求：单色平行光束到达BC边的范围BD的长度；

②拿掉遮光板这些直接到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分不成两部分？(结果可以保留根式)可能用到的三角函数公式：sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ；sin(α－β)＝sinαcosβ－cosαsinβ；cos(α＋β)＝cosαcosβ－sinαsinβ

cos(α－β)＝cosαcosβ＋sinαsinβ）

Answer 1

【答案】①②

【解析】

光路如下图所示：

①由题意可知，遮光板挡住，单色平行光束经面折射后射到之间的这些光线在三棱镜中是平行的，设光线进入面时的入射角为和折射角为，由几何关系可得，

折射率

②如图为的中点，从射出的光线与的延长线交于，根据对称性光斑分不成两部分，由几何光线有

d=