题目内容

8.如图所示,在厚度为H的长方体有机玻璃上表面垂直固定荧光屏,正方体有机玻璃下表面涂有镀银反射薄膜.一细激光束从空气中射入该有机透明玻璃的上表面的O点,激光束经有机玻璃下表面反射后从上表面的A点射出.已知入射角为i,A、O两点的间距为L,光在真空中传播的速度为c.求:
(1)竖直荧光屏上两个光点P、Q之间的距离和有机玻璃的折射率.
(2)激光在有机玻璃中传播的时间.

分析 (1)根据几何知识求光线在玻璃砖上表面的折射角,由折射定律求折射率.由反射定律和几何关系求竖直荧光屏上两个光点P、Q之间的距离.
(2)根据公式v=$\frac{c}{n}$求激光在有机玻璃中传播的速度,由几何知识求出激光在有机玻璃中传播的距离,从而得到传播的时间.

解答 解:(1)作出光路图.根据几何知识得:
  sinr=$\frac{\frac{1}{2}L}{\sqrt{(\frac{1}{2}L)^{2}+{H}^{2}}}$=$\frac{L}{\sqrt{{L}^{2}+4{H}^{2}}}$
根据折射定律得,有机玻璃的折射率 n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{sini}{L}$$\sqrt{{L}^{2}+4{H}^{2}}$
设竖直荧光屏上两个光点P、Q之间的距离为S.
根据光的反射定律和几何知识可得:
   S=Lcoti
(2)激光在有机玻璃中传播的速度 v=$\frac{c}{n}$
由几何知识得:激光在有机玻璃中传播的距离 x=2•$\frac{\frac{1}{2}L}{sinr}$=$\sqrt{{L}^{2}+4{H}^{2}}$
所以激光在有机玻璃中传播的时间 t=$\frac{x}{v}$=$\frac{({L}^{2}+4{H}^{2})sini}{cL}$
答:
(1)竖直荧光屏上两个光点P、Q之间的距离为Lcoti,有机玻璃的折射率为$\frac{sini}{L}$$\sqrt{{L}^{2}+4{H}^{2}}$.
(2)激光在有机玻璃中传播的时间为$\frac{({L}^{2}+4{H}^{2})sini}{cL}$.

点评 本题的解题关键是利用几何知识求出折射角的正弦,即可求得折射率,运用数学知识求相关角度或光传播的距离是常用的方法,要能熟练掌握.

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