Question

【题目】平行玻璃砖底面涂有反射层，一束由a、b两种单色光组成的复合光以45°人射角斜射到玻璃砖的上表面，经折射反射再折射后的光路如图所示。不考虑光在玻璃砖上表面的反射则玻璃砖对单色光___________(填“a”或“b”)折射率大；单色光___________(填“a”或“b”)在玻璃中传播的时间长；两束单色光从玻璃砖上表面出射后相互___________(填“平行”或“不平行”)。

Answer 1

【答案】a a 平行

【解析】

根据光线进入玻璃砖时的偏折程度比较两种色光的折射率大小，从而比较出光在玻璃砖中传播速度的大小，结合光程关系判断传播时间的长短。根据几何关系和光路可逆性分析两束单色光从玻璃砖上表面出射后是否平行。

光路图如图所示，光线进入玻璃砖时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大。
设玻璃砖的厚度为d。入射角为i，折射角为r，折射率为n。
则有：
光在玻璃中的传播速度：v=c/n
光在玻璃砖中的路程：
光在玻璃砖中的传播时间：t=x/v
解得光在玻璃中的传播时间：
采用特殊值法比较：
假设a光的折射率为，b光的折射率为
代入上式可得：

则 ta＞tb。
根据光路可逆性原理知两束单色光从玻璃砖上射出后折射角相等，且等于原来的入射角，所以两者相互平行。