题目内容
【题目】蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图如图所示,一束光以入射角从a点入射,经过折射和反射后从b点出射,设鳞片的折射率为n,厚度为d,两鳞片之间空气层厚度为h,取光在空气中的速度为c,求:
(1)该束光第一次在鳞片中传播所通过的路程;
(2)该束光从a到b所需的时间。
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)先根据折射定律求出光在鳞片内的折射角,由几何知识求出在鳞片中传播的路程。
(2)由几何关系求出光在空气中传播的路程,由v=c/v求光在鳞片的速度,进而求出鳞片中的时间和空气中的时间,即可求得总时间.
(1)设光在鳞片中的折射角为r,根据折射定律得
由几何知识得光第一次在鳞片中传播所通过的路程为
又
联立解得
(2)光在鳞片中的速度为
由于光路对称,所以光两次在鳞片中传播的时间为
同理,光在空气中的传播时间为
则光从a到b所需的时间为
联立解得
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