Question

9．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．（真空中的光速C=3.0×10⁸m/s）
（1）画出折射光路图；
（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度．

Answer 1

分析 （1）根据光的反射定律和折射定律作出光路图．
（2）根据反射定律，求出反射角，由题意：折射光线与反射光线恰好垂直求出折射角，由折射定律求出折射率．

解答 解：（1）光从空气射入玻璃光路如图所示：
（2）因为光的入射角i=60°，反射光线与折射光线垂直，由光的反射定律及几何规律可得折射角为：
r=180°-（60°+90°）=30°                         
由光的折射定律可得，玻璃的折射率为：$n=\frac{sini}{sinr}=\frac{{sin{{60}^o}}}{{sin{{30}^o}}}=\frac{{\frac{{\sqrt{3}}}{2}}}{{\frac{1}{2}}}=1.73$
由$n=\frac{c}{v}$可得光在玻璃中的传播速度为：
$v=\frac{c}{n}=\frac{{3.0×{{10}^8}}}{1.73}m/s=1.73×{10^8}m/s$
答：（1）折射光路图如图；
（2）玻璃的折射率是1.73，光在玻璃中的传播速度是1.73×10⁸m/s．

点评 折射率是反映介质对光折射能力的物理量，与入射角、折射角无关，取决于介质的性质，要结合几何知识和折射定律研究这类问题．