题目内容

9.如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为直径.M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD在D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则(  )
A.此玻璃的折射率为$\sqrt{3}$
B.光线从B到D需用时$\frac{3R}{c}$
C.若增大∠ABD,光线不可能在DM段发生全反射现象
D.若减小∠ABD,从AD段射出的光线均平行于AB

分析 根据几何知识求出入射角和折射角,由折射定律求折射率.由几何关系求出BD长度,由v=$\frac{c}{n}$求出光在玻璃球内传播的速度v,再由t=$\frac{s}{v}$求出传播时间.对照全反射条件分析增大∠ABD,光线能否发生全反射.

解答 解:A、如图,由几何知识可得入射角 i=∠ABD=30°,折射角 r=2∠ABD=30°=60°,则此玻璃的折射率为 n=$\frac{sinr}{sini}$=$\sqrt{3}$,故A正确.
B、BD长度 s=2Rcos30°=$\sqrt{3}$R,光在玻璃球内传播的速度 v=$\frac{c}{n}$,故光线从B传到D的时间为t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3R}{c}$,故B正确.
C、由sinC=$\frac{1}{n}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$<$\frac{\sqrt{2}}{2}$,则临界角C<45°
所以若增大∠ABD,入射角可能大于临界角,所以光线可能在DM段发生全反射现象,故C错误.
D、要使出射光线平行于AB,入射角必为30°,若减小∠ABD,入射角减小,则从AD段射出的光线与AB不平行,故D错误.
故选:AB

点评 本题是折射定律和全反射知识的应用,关键是画出光路图,运用几何知识求解入射角与折射角,即可求解.

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