题目内容

19.如图所示,空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体,其内圆半径为r,外圆半径为R,R=$\sqrt{2}$r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体,只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出.设透明柱体的折射率为n,光在透明柱体内传播的时间为t,若真空中的光速为c,则(  )
A.n可能为$\sqrt{3}$B.t可能为$\frac{2\sqrt{2}r}{c}$C.n可能为2D.t可能为$\frac{4.8r}{c}$

分析 由题意利用几何关系作出光路图,得到第一次的入射角,即可判断临界角的范围,并能判断出折射率的大小范围;由光路图即可得出运行时间.

解答 解:AC、只经过两次全反射,可知第一次入射角为45°,反射光路图如图所示.根据全反射的条件可知,临界角应满足的条件是:C≤45°
再根据n=$\frac{1}{sinC}$,可知n≥$\sqrt{2}$,所以,n可能为$\sqrt{3}$和2,故A、C正确;
BD、光在透明柱体中运动路程为L=4r,运动时间为 t=$\frac{L}{v}$=$\frac{4r}{\frac{c}{n}}$=$\frac{4nr}{c}$,则t≥$\frac{4\sqrt{2}r}{c}$,所以t不可能为$\frac{2\sqrt{2}r}{c}$和$\frac{4.8r}{c}$.故B、D错误.
故选:AC.

点评 本题的解题关键要掌握全反射的条件和临界角公式,并能根据几何关系解出入射角,才能求出正确结果.

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