题目内容

19.如图所示,一玻璃球体半径为R,0为球心,AD为水平直径.来自A点的彩色光从B点射出,射出光平行于AD.已知玻璃对此光的折射率为$\sqrt{3}$.若真空中光的传播速度为c,求此光从A到B的传播时间t.

分析 根据光的折射定律和几何关系求出入射角,由几何关系求出光在玻璃球中通过的路程,根据v=$\frac{c}{n}$求出光在玻璃球中的速度,从而求出光从A到B传播的时间.

解答 解:如图,由几何关系有 r=2i
由折射定律得:
  n=$\frac{sinr}{sini}$
解得 i=30°
光线进入玻璃球后运动的路程为:s=2Rcos30°=$\sqrt{3}$R
光在玻璃球中的速度为:v=$\frac{c}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$c
此光从A到B的传播时间t为:t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3R}{c}$
答:此光从A到B的传播时间t为$\frac{3R}{c}$.

点评 解决本题的关键掌握光的折射定律,以及掌握光在介质中的速度与折射率的关系.

练习册系列答案
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9.在没有配备打点计时器的学校里,老师想到了用如图所示的装置来验证小球摆动过程机械能守恒.用一根长细的线,一端系一质量为m的小球,另一端缠绕后固定在O点,在D处固定锋利的刮胡刀片以保证小球摆到O点正下方时细线会被迅速割断.安装好实验装置后进行如下操作:
A.用米尺测量O点到球心的距离为l,然后测量自由悬垂时小球下端到水平地面的高度H,记下此时小球在水平地面的投影点M.
B.在水平地面合适的位置铺设白纸,然后在白纸上方覆盖复写纸.
C.把小球拉至水平位置A处由静止释放,最终小球落在水平面某处.
D.多次重复由A.处静止释放小球,会在白纸上记录下一系列小球的落点.用一个尽量小的圆把所有落点圈入,圆心记为C.
E.测量MC间的距离为xo
F.改变细线长度,重复以上步骤.
根据实验操作回答下列问题:
(1)操作步骤D是为了减小落点的系统误差.(填“系统误差”或“偶然误差”)
(2)只需要验证小球摆动过程x2=4lH成立(用题设条件中的字母写出表达式),就可以得出小球机械能守恒的结论.
(3)由于各种阻力的存在,最终结果△Ep大于△Ek(填“大于”或“小于”),针对该实验说出其中一种合理的减小误差的办法选用质量较大的金属球做实验;系小球的线一定要细些;割断线的刀片一定要足够锋利;舍去偏差较大的落点.

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