高中物理典型例题集锦五光学部分53、如图481所示，折射率为
的玻璃砖的两面是平行的，玻璃砖厚度为h，一束细光束射到玻璃砖上表面的入射角为i，光线一部分从上表面反射回空气中；另一部分折射入玻璃砖，在玻璃砖下表面发生反射，又在上表面折射后射入空气中。求：上表面的反射光线I与下表面反射，折射回到空气的光线II的侧移距离为多少分析与解：光路图如图482所示。光线射到A点，反射光线为I，折射光线射到下表面C点再反射到上表面B点，形成折射光线II。由折射定律知：1
图482图481
由图知：AB2htgr2光线Ⅱ相对I的侧移距离d为：dABcosi3联立解123式得：d54、如图491所示，三角形ABC为一等腰直角三棱镜的主截面。令一单色光线
1
图491
图492
fDE平行于AB面从空气中自AC面射入，经AB面反射后从BC面射出，FG为出射光线，光线DE、FG的走向均可用插针法实验确定出来。1试用几何作图法在图中画出在棱镜内的光路走向，2证明：射到AB面上的光线一定发生全反射。分析与解：1光线DE射到AC面上发生折射，折射光线射到AB面上被反射到BC面又从BC面折射出去形成光线FG。题目要求画出棱镜对入射光线的折射→反射→折射的光路。先延长DE与AC的交点为O1，O1是入射点。再反向延长FG，与BC的交点O2，O2是出射点。只要能找出AB面上的反射点P就可以画出准确的光路图。从O1点射到P点的光线，被AB面反射后，反射光线应从P点射到O2。入射光线O1P和反射光线PO2应符合反射定律。根据反射定律，平面镜成像的对称性，我们可把O1想象成点光源，它的像点O1’关于AB面对称，点光源O1射到AB面上的光线，被AB面反射后都好像由O1’射出的一样，我们连接O1’O2与AB的交点P即为所求。根据上面的分析得到作图的顺序是：先延长DE、FG确定入射点O1和出射点O2，再作出O1点关于AB的对称点O1’，连接O1’O2
2
f与AB交于P点，O1P是AC折射后射到AB面的入射光线，PO2作作是AB面反射光线。光路图如492所示。说明：本题关键是确定P点，重要的一步是把O1设想为点光源。将AB作平面镜处理，十分巧妙。2证明：设棱镜折射率为
，在图中，对于△PO1M，其外角∠AMO1rα即：45°rαr90°i‘所以i’45°r即：si
i’si
45°rsi
45°cosrcos45°si
r1又：
si
isi
rsi
45°si
r所以si
rcosr32
把2、3式代入1式得：si
i’由于
＞1所以1＞2
即si
i’＞1
，光线射到AB面上一定发生全反射。原子物理部分55．对于宇宙的形成，在当r