如图所示,用折射率n=的玻璃做成内半径为R、外半径为R′=R的半球

 如图所示,用折射率n=的玻璃做成内半径为R、外半径为R′=R的半球形空心球壳,一束平行光射向此半球壳的外表面,与中心对称轴OO′平行,试求:

  (1)球壳内表面有光射出的区域;

  (2)要使球壳内部没有光线射出,可垂直OO′轴放置一遮光板,此遮光板的半径至少为多大?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案

 (1)设光线aa’射入外球面,沿ab方向射向内球面,刚好发生全反射,则:

sinC=      C=450          -------------2分

Oab中,oa= Ob=R    sinr=即r =300 -----2分

因∠OO1a=i     由       得到sini=         i=450       -------2分

θ =C-r=150,故∠OO1b=i+ θ=600  。因此,以OO’为中心线,圆心角为1200的球面上有光线射出。                   ----------2分

(2)由图可知h=R’sini=R

 

 

 
至少用半径为R的挡光板,圆心过OO’轴,并垂直该轴放置,球壳内将没有光线射出。-----------2分

 

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