题目内容

【题目】有一个直角三角形的玻璃棱镜ABC,截面如图。∠A=30°,D点是AC边的中点,AC边长为L。一条光线从D点沿平行于AB方向射入棱镜,光线在AB面发生全反射后垂直BCF点射出。求

①玻璃的折射率n

②若光在真空中的速度为c,光线从D点到F点经过的时间t。

【答案】(1) (2)

【解析】

①根据题意画出光路图,由几何知识求出光线在D点时的折射角,再由折射定律求玻璃的折射率;
②根据几何关系求光线在棱镜中传播的距离,由v=c/n求出光线在棱镜中的传播速度,再由运动学公式求传播时间.

①光路图如图所示,设在AC面入射角为i,折射角为r,在AB面,光线与AB的夹角为α,反射光线与AB的夹角为β,光线垂直BC射出,有

由几何知识可得:

折射率:

②由于 ,所以ADE为等腰三角形,所以:

设光线从D点到F点经过的距离为

光线在玻璃中传播速度为

则:

解得:

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