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标题Re: [解题] 高中物理 - 全反射
时间Tue Jul 1 11:31:28 2008
※ 引述《WuTian (Back To Nature)》之铭言:
: 1.年级: 高三
: 2.科目: 物理
: 3.章节: 几何光学
: 4.题目:
: 如图所示,
: http://www.wretch.cc/album/show.php?i=wutian&b=2&f=1849784485&p=1
: 有一单色光束平行轴线,入射一半径为R的玻璃半球(折射率为n),
: 经折射後射向玻璃半球直径上,若折射後光束要在直径上发生全反射,则入
: 射的光束与轴线的距离至少应为何?
: 5.想法:
: 由图 http://www.wretch.cc/album/show.php?i=wutian&b=2&f=1849794179&p=2
: 依题要求即为 d = R sinθ
: 1 * sinθ = n * sin r => sin r = sinθ / n
: => cos r = [ n^2 - (sinθ)^2 ] / n
: n sin (θ-r) >= 1
: n [ sinθ cos r - cosθ sin r ] >= 1
: 然後我处理这边的数学就..解不出了....
: 不知道是否作法有误或是有更好的解法....谢谢
最近家教学生也问到这题了(应该说每年都会被问到)
解法概述:
1 * sinθ = n * sin r ---------(1)
n* sin (θ-r) = 1 -------------(2) (极植发生在等号成立时)
正常人可能会采取原PO的解法:展开(2)式然後把由(1)得知的sinr.cosr代进去
然後就会弄出个很复杂的式子..接着就脑充血了...
不过还是有比较简单的方法的(不过不容易想到..)
跟上述的解法相反
我们这次处理(1)式...然後把(2)求得之sin (θ-r)、cos(θ-r)代进去
为求简便我们设θ-r=a 则r=θ-a
重新把两个式子改写一下
sinθ = n * sin (θ-a) ------(1)'
n* sin a = 1 ----------------(2)'
由(2)'可知sina 及 cosa
把(1)'展开
sinθ = n * (sinθcosa-cosθsina)
把sina、 cosa代入整理一番
把有sinθ的项放一边,有 cosθ之项放另一边
(别急着把cosθ化成sin的形式..不然又要脑充血了)
如此一来就可间接求出 tanθ啦
然後就可算出 sinθ罗!
这个解法是目前我觉得解这题比较简捷的方法了
不过要想到这样解也不容易!
我第一次解也跟原PO一样啊!
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