两个光学实验中的重影问题的讨论

李 明

(苏州工业园区星海实验学校,江苏苏州 215021)

初中平面镜成像的实验,高中插针法测玻璃折射率的实验,理论上都会遇到像有重影的问题,本文就这个问题展开研究.

1 光线透过玻璃砖重影问题的讨论

如图1,一条光线从空气以入射角α进入玻璃砖,折射角为β.光线进入厚度为 b,折射率为 n的玻璃砖后同时发生折射和反射,折射光线(1),而反射光线再经过反射、折射后从(2)射出;同样光线在玻璃砖中经多次反射后折射出来,依次有(3)(4)(5)……多条出射光线.(2)(3)等理论上也会成像,但是(2)(3)其意义已经不大.理由是光通量衰减严重.不妨设玻璃砖的长宽高分别为a,b,c,讨论入射孔径角的变化问题,先分析(2),(3)等折射光线.而反射的问题也可以参照解决.

图1

图2

利用实验室的J2506型玻璃砖测定了a,b,c,n数据如表1.

表1

a=8.054 cm,n=1.544,b=4.583 cm,c=1.473 cm,n是通过插针法计算的折射率.

2 光线经厚玻璃反射导致重影问题的讨论

图3