Question

(10分)如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A＝60°，∠C＝90°；一束極細的光于AC邊的中點垂直AC面入射，AC＝2a，棱鏡的折射率為n＝，求：

①光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣時的折射角；

②光從進入棱鏡到第一次射入空氣時所經(jīng)歷的時間(設(shè)光在真空中傳播速度為c)。

 

Answer 1

①45°；②

【解析】

試題分析：①如圖所示，因為光線在D點發(fā)生全反射，由反射定律和幾何知識得：∠4＝30°

根據(jù)折射定律有：n＝，解得：sin∠5＝

即光在棱鏡內(nèi)經(jīng)一次全反射后第一次射入空氣的折射角為∠5＝45°

②由圖中幾何關(guān)系可知光在棱鏡中的光程為：s＝OD＋DE

其中：OD＝，DE＝

設(shè)光線由O點到E點所需時間為t，則：t＝

根據(jù)折射率的定義可知：n＝

由以上各式得：t＝

考點：本題主要考查了光的全反射、折射定律的應(yīng)用問題。