Question

【题目】如图所示，P、Q是两种透明材料制成的棱镜叠合在一起。一单色光从P的上表面射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，到达下表面。已知材料的折射率，射到P上表面的光线与P的上表面的夹角为θ，光线___________(填“一定”或“不一定”)从Q的下表面射出。光线若从Q的下表面射出，则出射光线与下表面的夹角一定___________(填“大于”、“等于”或“小于”)。

Answer 1

【答案】一定 大于

【解析】

根据几何关系求出光线在Q的下表面的入射角，结合全发射的条件判断能否发生全反射，若不能发生全反射，结合折射定律求出出射光线与下表面夹角的大小．

由于，根据可知光线在Q中发生全反射的临界角大于在P中发生全反射的临界角，由于单色光从P的上表面射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，即光线射向Q的下表面时，它的入射角与在P中的折射角相等（设都为），根据光路是可逆的，该光线从P射向空气时不会发生全反射，所以该光线从Q射向空气时，也不会发生全反射，即光线一定从Q下表面射出，根据折射定律（为出射光线Q下表面的夹角），即，化简可知，故，即出射光线与下表面的夹角一定大于