Question

如图所示，一透明球体置于空气中，球半径R=10cm，折射率n=

2

．MN是一条通过球心的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为5

2

cm，CD为出射光线．  
①完成光路；
②计算：光从B点传到C点的时间．

Answer 1

分析：根据入射光线和出射光线作出光路图，根据几何关系求出入射角的大小，通过折射定律求出折射角的大小，从而通过几何关系求出光在透明球体中运动的距离，根据v=

c

n

得出光在介质中的速度，从而求出光从B点传到C点的时间．

解答：解：①光路图如图所示．
②如图所示，光在介质中的传播速度v=

c

n

=

3×108

2

=

3 2 ×108

2

m/s
根据几何关系知，sini=

d

R

=

5 2

10

=

2

2

根据折射定律得，

sini

sinr

=n
则折射角sinr=

1

2

，
解得r=30°
光线在玻璃砖中传播的距离为
s=2Rcos30°=10

3

cm，
因为s=vt
则t=

s

v

=

0.1 3

3 2 ×108 2

s=

6

30

×10-8s
答：①光路图如图所示．
②光从B点传到C点的时间为

6

30

×10-8s．

点评：本题考查光的折射定律的基本运用，对数学几何能力的要求较高，需加强这方面的训练．