题目内容

【题目】如图所示,一个横截面为半径R=2cm的圆柱形玻璃,放置在水平地面上,地面上有一个光源P,可发出不同颜色的线状光束恰好照射到柱形玻璃的水平直径的左侧A点,且光源射出的光线和横截面在同一平面。绿色光束射到A点,经柱形玻璃后在B(图中未标出)光源恰沿水平方向射出(不考虑在玻璃内的反射光)。已知射出点BA点的水平距离是d=3cm,求

(i)绿光在该柱形玻璃内的运动时间;(取光在空气中速度为3×108m/s)

(ii)若将这束绿光改成蓝光,经柱形玻璃射出后能否在地面上形成光斑。(不用说明理由)

【答案】(1) 2×1010 s  (2)

【解析】试题分析:(i)根据题意作出光路图,再根据几何关系求入射角和折射角,根据折射定律求出折射率,最后根据和运动的路程求出运动的时间;(ii)若将绿光换成蓝光时,因为蓝光的折射率大,大小不变,r变小,由光路图可知,经柱形玻璃射出后能在地面上形成光斑.

(i)根据题意作出光路图,如图所示

由光路图和几何关系可得,

若将绿光换成蓝光时,因为蓝光的折射率大,大小不变,r变小

由光路图可知,经柱形玻璃射出后能在地面上形成光斑;由几何关系可得

根据折射定律有

解得

由几何关系可知:

联立解得 

(ii)能 

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