Question

如圖，ABC為一全反射棱鏡，棱鏡對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的臨界角為42°，M為一與BC垂直的光屏，一束白光沿平行于BC的方向射向AB面，經(jīng)AB面折射后的光線又射向BC，則（ ）

A．BC面將有色光射出
B．光屏M上會(huì)出現(xiàn)彩色光帶且紫光在上
C．光屏M上會(huì)出現(xiàn)彩色光帶且紅光在上
D．將光屏與BC保持垂直地向右平移，屏上彩色光帶逐漸變寬

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)幾何知識(shí)確定光線射到BC面上的入射角范圍，判斷能否發(fā)生全反射，確定有無色光從BC面射出．根據(jù)光路的可逆性原理，分析光屏M上是否會(huì)出現(xiàn)彩色光帶．根據(jù)臨界角的大小，確定哪種色光在光帶的上方．根據(jù)幾何知識(shí)分析將光屏與BC保持垂直地向右平移，屏上彩色光帶寬度的變化．
解答：解：
A、由圖，入射角∠1=45°，據(jù)n=＞1，得到∠2＜45°，由幾何知識(shí)得到，∠3＞45°．由題，紅光的臨界角為42°，則所有色光在BC面上都發(fā)生了全反射，沒有光線從BC面射出．故A錯(cuò)誤．
B、C根據(jù)反射定律得知：∠3=∠4，可以證明，∠2=∠5，故由光路可逆原理得到∠1=∠6，即入射光線與出射光線平行，而不同色光的折射率不同，偏折程度不同，折射率越大的色光偏折越強(qiáng)，經(jīng)反射再折射后位于屏上部，即屏上的色彩紫光在上．故B正確，C錯(cuò)誤．
D、由于所有出射光線都與入射光線平行，則所有出射光線相互平行，則將光屏與BC保持垂直地向右平移，屏上彩色光帶寬度不變．故D錯(cuò)誤．
故選B
點(diǎn)評(píng)：本題考查全反射知識(shí)．在所有色光中紅光的折射率最小，全反射臨界角最大．要作出光路圖，由幾何知識(shí)與折射定律結(jié)合研究．