题目内容

1.如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,A、B、C为三个顶点,其中∠A=60°,∠B=90°,AB长度为10$\sqrt{3}$cm.一束与BC平行的单色光射向AC面,入射点为D,D、C两点间距离为5$\sqrt{3}$cm,三棱镜材料对这束单色光的折射率是n=$\sqrt{3}$.求:
①光在三棱镜中的传播速度v;
②光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间t.

分析 ①由v=$\frac{c}{n}$求光在三棱镜中的传播速度v;
②作出光路图.根据几何关系求出光线在三棱镜中传播的距离,再根据运动学公式求光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间t.

解答 解:①光在三棱镜中的传播速度 v=$\frac{c}{n}$=$\frac{3×1{0}^{8}}{\sqrt{3}}$≈1.73×108m/s
②作出光路图.由几何关系知,光束从进入三棱镜到再次经AC面出射
所经过的路程为 s=4$\overline{DC}$=20$\sqrt{3}$cm=$\frac{1}{5}$$\sqrt{3}$m
光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间 t=$\frac{s}{v}$=$\frac{\frac{1}{5}\sqrt{3}}{1.73×1{0}^{8}}$=2×10-9s
答:
①光在三棱镜中的传播速度是1.73×108m/s.
②光从进入三棱镜到经AC面出射所经过的最短时间t是2×10-9s.

点评 本题是光的折射问题,对数学几何能力的要求较高,正确作图是解题的关键,并能灵活运用几何知识帮助解答.

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