题目内容
【题目】图示为某一柱状透明体的截面图,半径为R的圆弧面AB与透明体的侧面AD、BD分别相切于A、B两点,P点在AD上且AP=
R。现有一细束单色光从P点垂直AD面射入透明体,射到圆弧面AB时恰好发生全反射,第一次从F点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为c。求:
(1)透明体的折射率n以及从F点射出透明体时的折射角r的正弦值;
(2)单色光从P点射入到从F点射出透明体所用的时间t。
【答案】(1) ,
(2)
【解析】
透明体中的光路如图所示:
(1)光射到圆弧面AB上的E点时恰好发生全反射,设临界角为θ,则
sinθ=
sinθ==
解得
θ=,n=
△EFG为正三角形,光射到BD面的入射角
根据折射定律有n=,
解得
sinr=。
(2)
=R-
R
=
=R-Rcosθ
光在透明体中传播的路程
L=+
=
R
t=
n=
解得
t=。

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