Question

3．如图所示，一束单色红激光斜射到一长方体玻璃砖表面：
（1）作图画出光线在玻璃砖内和出射的光路；
（2）试用光路可逆原理证明：出射光平行于入射光．

Answer 1

分析 光线通过玻璃砖在两个表面发生两次折射：第一次从空气斜射进入玻璃砖，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；第二次从玻璃砖斜射进入空气，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角．

解答 解：（1）第一次折射：先过入射点O垂直玻璃砖上表面作出法线，再在玻璃砖内部法线的另一侧作出折射光线，注意折射角小于入射角；
第二次折射：先过O′点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，注意折射角大于入射角，如图所示：

（2）当光线从空气中先折射入玻璃中时，折射光线将向靠近法线的方向偏折，即折射角小于入射角．折射光线在玻璃中沿直线传播，入射到玻璃与空气的界面时，又将发生折射而进入空气中，由光路的可逆性可知，这时的折射角将等于最开始的入射角，所以最后折射入空气中的折射光线与原来的入射光线平行．

点评 本题考查了光的折射规律．折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线的两侧，且当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，当光从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角．