题目内容

【题目】如图所示,为一水平放置在桌面上的玻璃砖的截面图,其中右侧为半径为rAOCO为圆心,左侧为直角三角形ABO,∠B=60°,玻璃砖折射率n=。一束平行于纸面的光以60°的入射角射到AB边上,忽略玻璃砖ABBC内表面光的反射,光在真空中的传播速度为c。求∶

i)桌面上C点右侧有光照亮区域的长度;

ii)玻璃砖中刚好透射不出的光线,从AB面进入到AC弧面的传播时间。

【答案】i;(ii

【解析】

i)光线在AB面上的折射角为

可得

θ=30°

即光线垂直于AO即平行于BC射到AC面上;若某条光线在圆弧内表面恰未发全反射,则其到达桌面上的位置DC点相距最远,即桌面上CD之间的区域被照亮。设临界角为C,则

由几何关系得

CD=OD-r

解得

ii)由几何关系得

故光在玻璃中的传播距离

设光在玻璃中的传播速度为n,则

传播时间

解得

练习册系列答案
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【题目】光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。爱因斯坦的光电效应理论和康普顿效应理论表明,光在某些方面确实也会表现得像是由一些粒子(即一个个有确定能量和动量的“光子”)组成的。人们意识到,光既具有波动性,又具有粒子性。(c为光速,h为普朗克常量)

(1)物理学家德布罗意把光的波粒二象性推广到实物例子,他提出假设:实物粒子也具有波动性,即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,粒子的能量E和动量p跟它所对应波的频率v和波长之间也遵从如下关系:。请依据上述关系以及光的波长公式,试推导单个光子的能量E和动量p间存在的关系;

(2)我们在磁场中学习过磁通量,其实在物理学中有很多通量的概念,比如电通量、光通量、辐射通量等等。辐射通量表示单位时间内通过某一截面的辐射能,其单位为

①光子具有能量。一束波长为的光垂直照射在面积为S的黑色纸片上,其辐射通量为,且全部被黑纸片吸收,求该束光单位体积内的光子数n

②光子具有动量。当光照射到物体表面上时,不论光被物体吸收还是被物体表面反射,光子的动量都会发生改变,因而对物体表面产生一种压力。求上一问中的光对黑纸片产生的压力大小,并判断若将黑纸片换成等大的白纸片,该束光对白纸片的压力有何变化。

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