题目
光线由折射率为n1的媒质入射到折射率为n2的媒质,布儒斯特角ip满足:A. sin ip= n1 / n2B. sin ip= n2 / n1C. tg ip= n1 / n2D. tgip= n2 / n1
光线由折射率为n1的媒质入射到折射率为n2的媒质,布儒斯特角ip满足:
A. sin ip= n1 / n2
B. sin ip= n2 / n1
C. tg ip= n1 / n2
D. tgip= n2 / n1
题目解答
答案
D. tgip= n2 / n1
解析
本题考查布儒斯特定律的知识点。解题思路是根据布儒斯特定律的定义来确定布儒斯特角与两种媒质折射率之间的关系。
布儒斯特定律指出:当自然光以布儒斯特角 $i_p$ 入射到两种各向同性媒质的分界面时,反射光为完全偏振光,且此时反射光线与折射光线相互垂直。
设入射角为 $i_p$,折射角为 $r$,根据布儒斯特定律有 $i_p + r = 90^{\circ}$。
再根据折射定律 $n_1\sin i_p = n_2\sin r$。
因为 $i_p + r = 90^{\circ}$,所以 $r = 90^{\circ}-i_p$,那么 $\sin r=\sin(90^{\circ}-i_p)=\cos i_p$。
将 $\sin r = \cos i_p$ 代入折射定律 $n_1\sin i_p = n_2\sin r$ 中,得到 $n_1\sin i_p = n_2\cos i_p$。
等式两边同时除以 $\cos i_p$,可得 $\frac{\sin i_p}{\cos i_p}=\frac{n_2}{n_1}$。
根据三角函数关系 $\frac{\sin i_p}{\cos i_p}=\tan i_p$,所以 $\tan i_p=\frac{n_2}{n_1}$。