题目内容
【题目】如图所示,某工件由截面为直角三角形的三棱柱与半径为R的圆柱两个相同的透明玻璃材料组成,已知三角形BC边的长度为R,∠BAC=30°.现让一细束单色光从AB边上距A点为R的D点沿与AB边成α=45°斜向右上方的方向入射,光线经AC边反射后刚好能垂直于BC边进入圆柱区域.
(1)试计算光线从圆弧上的E点(图中未画出)射出时的折射角;
(2)试计算该细束光在玻璃中传播的时间(光在真空中的速度为c).
【答案】(1)45°(2)
【解析】
(1)光线在三棱柱和圆柱中的光路图如图所示.
由几何关系可知,β=30°,故由折射定律可得该玻璃对该单色光的折射率为n=
解得n=
由几何关系可知,
故在△GEB中,由几何关系可得∠GEB=30°
又因为n= ,故sin γ=nsin∠GEB=
即γ=45°
(2)由几何关系可知
故光在玻璃中的传播路程为
光在该玻璃中的传播速度为v=
故光在玻璃中传播的时间为t=
解得
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