题目
一束自然光照射到某种透明介质表面,当折射角为 (pi)/(6) 时,反射光为完全偏振光,则此介质的折射率为:( )A. 1.832B. 1.632C. 1.532D. 1.732
一束自然光照射到某种透明介质表面,当折射角为 $\frac{\pi}{6}$ 时,反射光为完全偏振光,则此介质的折射率为:( )
A. 1.832
B. 1.632
C. 1.532
D. 1.732
题目解答
答案
D. 1.732
解析
本题考查布儒斯特定律的应用。解题思路是根据反射光为完全偏振光这一条件,判断此时入射角满足布儒斯特角的条件,再结合布儒斯特定律以及折射角与入射角的关系来计算介质的折射率。
步骤一:明确布儒斯特定律
当反射光为完全偏振光时,入射角$i_0$满足布儒斯特定律$\tan i_0 = \frac{n_2}{n_1}$,其中$n_1$是入射光所在介质(通常为空气,$n_1 = 1$)的折射率,$n_2$是折射光所在介质的折射率,也就是本题要求的透明介质的折射率。
步骤二:根据折射定律和布儒斯特角的性质确定入射角和折射角的关系
根据折射定律$n_1\sin i_0 = n_2\sin r$(其中$r$为折射角),又因为在布儒斯特角的情况下,入射角$i_0$和折射角$r$满足$i_0 + r = \frac{\pi}{2}$,即$i_0 = \frac{\pi}{2} - r$。
步骤三:计算入射角
已知折射角$r = \frac{\pi}{6}$,则入射角$i_0 = \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{3}$。
步骤四:计算介质的折射率
将$i_0 = \frac{\pi}{3}$,$n_1 = 1$代入布儒斯特定律$\tan i_0 = \frac{n_2}{n_1}$,可得$n_2 = n_1\tan i_0 = 1\times\tan\frac{\pi}{3}$。
根据三角函数值$\tan\frac{\pi}{3} = \sqrt{3} \approx 1.732$,所以此介质的折射率$n_2 \approx 1.732$。