题目内容

12.如图为一截面为直角梯形的玻璃砖,其中CD面涂有反光材料,AD⊥AB,BC⊥AB,∠BCD=60°,点P为BC边的中点,BC=d,一细光束沿与AB边垂直的方向射入玻璃砖,经过一次反射和一次折射后,从BC边的点P射出,且射出线与BC边的夹角为30°.已知光在真空中传播的速度大小为c.则该玻璃砖的折射率为$\sqrt{3}$,光束从射入玻璃砖到由点P射出玻璃砖所用的时间为$\frac{5\sqrt{3}d}{4c}$.

分析 根据光的反射定律作出光路图,由几何知识确定光线在P点的入射角和折射角,再求折射率.根据几何关系求出光线在玻璃砖内传播的距离s,由v=$\frac{c}{n}$求出光在玻璃砖中传播速度,即可求得传播时间.

解答 解:作出光路图如图所示.由几何关系可知,光线在P点的入射角 i=30°,折射角 r=60°
则该玻璃砖的折射率为:n=$\frac{sinr}{sini}$=$\frac{sin60°}{sin30°}$=$\sqrt{3}$
根据几何关系可得,光线在玻璃砖内传播的距离为:s=$\frac{d}{2}$+$\frac{d}{2}$sin30°+$\frac{d}{2}$=1.25d
光在玻璃砖中传播速度为:v=$\frac{c}{n}$
所以所求的时间为:t=$\frac{s}{v}$=$\frac{5\sqrt{3}d}{4c}$
故答案为:$\sqrt{3}$,$\frac{5\sqrt{3}d}{4c}$.

点评 对于几何光学问题,关键是根据题意作出光路图,运用几何知识求相关角度和距离.

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