题目内容
【题目】某次探矿时发现一天然透明矿石,将其打磨成球形后置于空气中。已知球半径R=10cm,MN是一条通过球心O的直线。单色细光束AB平行于MN,从球面上的B点射入球体,再沿光路BC从球面上的C点沿CD方向射出,并与直线MN相交于P点,其光路如图所示。测得AB与MN间距为
cm,CD与MN所成的角α=30°,已知光在真空中传播的速度c=3.0×108m/s。求:
(1)求该天然透明矿石的折射率n;
(2)光在矿石中从B点到C点所需的时间t。
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【答案】(1)
;(2)![]()
【解析】
(1)设光线在
点界面的入射角与折射角分别为
、
;光线在
点界面折射角为![]()
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根据几何关系
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得
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在界面
点
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在界面
点
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可得
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由几何知识得
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因
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可得
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由折射率得
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(2)光在球体中传播的速度
得
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间的距离
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则光线在球中传播的时间
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