题目内容

一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为,横截面如图所示,O表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角入射,求:该光线从进入透明体到第一次离开透明体时,共经历的时间(已知真空中的光速为c,;计算结果用R、n、c表示)。

 

【答案】

【解析】设此透明物体的临界角为C,

依题意,所以

当入射角为时,由

得到折射角:  

即此时光线折射后射到圆弧上的C点,在C点的入射角为60°,大于临界角,会发生全反射

往后光线水平反射至圆弧上的D点并在D点发生全反射,再反射至B点,从B点第一次射出。

在透明体内的路径长为:s=3R   (4分)

光在透明体内的速度        (2分)

经历的时间          (3分)

 

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