题目内容
【题目】如图,三角形ABC为某透明介质的横截面,O为BC边的中点,位于截面所在平面内的束光线自O以角入射,第一次到达AB边恰好发生全反射.已知θ=15°,BC边长为2L,该介质的折射率为 .求:
(1)入射角i;
(2)从入射到发生第一次全反射的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到sin75°= 或tan15°=2﹣ )
【答案】
(1)解:根据全反射定律可知,光线在AB面上P点的入射角等于临界角C,由折射定律得:
sinC= ①
代入数据得:C=45° ②
设光线在BC面上的折射角为r,由几何关系得:r=30° ③
由折射定律得:n= ④
联立③④式,代入数据得:i=45° ⑤
答:入射角i为45°;
(2)解:在△OPB中,根据正弦定理得: = ⑥
设所用时间为t,光线在介质中的速度为v,得: =vt ⑦
光在玻璃中的传播速度 v= ⑧
联立⑥⑦⑧式,代入数据得:t= ⑨
答:从入射角到发生第一次全反射所用的时间是 .
【解析】(1)光线在AB面上P点的入射角等于临界角C,根据折射率和临界角之间的关系,求出临界角,在结合题目当中已知的几何关系,利用折射定律求出入射角。
(2)首先利用正玄定理求出发生全反射时走过的距离,利用光在介质中传播的速度和折射率之间的关系,求出光在介质中传播的速度,最后利用匀速直线运动公式,求解光传播的时间。
【考点精析】解答此题的关键在于理解光的折射的相关知识,掌握光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射.
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