Question

18．如图所示，将一块上下两面平行、厚度为2.0cm的玻璃砖平放在水平面上，一束光线以60°的入射角射到玻璃砖，已知玻璃砖对光的折射率为$\sqrt{3}$，光在真空中的传播速度为3.0×10⁸m/s，求光线
（1）射入玻璃砖的折射角；
（2）在玻璃砖中第一次传播到底面的时间．

Answer 1

分析 （1）已知入射角，结合折射定律求出射入玻璃砖的折射角．
（2）根据几何关系求出光在玻璃砖中传播的距离，通过v=$\frac{c}{n}$求出光在玻璃砖中传播的速度，从而得出传播的时间．

解答 解：（1）根据折射定律得：
n=$\frac{sini}{sinr}$，
$\sqrt{3}$=$\frac{sin60°}{sinr}$，
解得：r=30°．
（2）光在玻璃砖中传播的速度为：
v=$\frac{c}{n}=\frac{3×1{0}^{8}}{\sqrt{3}}=\sqrt{3}×1{0}^{8}m/s$，
光在玻璃砖中第一次传播到底面的时间为：
t=$\frac{\frac{d}{cosr}}{v}$=$\frac{\frac{0.02}{\frac{\sqrt{3}}{2}}}{\sqrt{3}×1{0}^{8}}$s=1.3×10^-10s．
答：（1）射入玻璃砖的折射角为30°；
（2）在玻璃砖中第一次传播到底面的时间为1.3×10^-10s．

点评 对于几何光学问题，首先要正确作出光路图，其次要充分运用几何知识分析入射角与折射角的关系，再根据折射定律进行解题．