MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的真空区域。三棱柱轴线垂直于纸面,图中竖直截面正三角形的边长18cm,顶点C很靠近屏幕,距离可忽略。底边AB与屏幕平行,一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑。光在真空中的传播速度c=3×l0m/s。求:
8
①该激光在玻璃介质中传播的速度; ②两个光斑之间的距离。
【答案】(1)??=√3×108??/?? (2)??=18???? 【解析】
①该激光在玻璃介质中传播的速度为:??=??=√3×108??/?? ②画出光路图如图所示:
??
在界面AC,光的入射角??=60° 由光的折射定律有:
sin??sin??=??
代入数据可以得到:折射角??=30°
由光的反射定律得到,反射角:??=??′=60°
由几何关系得到:????????是直角三角形,∠??????=60°,∠??????=60° O点到光屏的距离为:??=????·sin60°=
9√3???? 2故两光斑之间的距离为:??=????????60°+????????30°=18????
27.如图所示,真空中两细束平行单色光a和b从一透明半球的左侧以相同速率沿半球的平面方向向右移动,光始终与透明半球的平面垂直。当b光移动到某一位置时,两束光都恰好从透明半球的左侧球面射出(不考虑光在透明介质中的多次反射后再射出球面)。此时a和b都停止移动,在与透明半球的平面平行的足够大的光屏M上形成两个小光点.已知透明半球的半径为R,对单色光a和b的折射率分别为??1=
2√3和??23=2,光屏M到透明半球的平面的距离为L=(2+2)R,不考虑
1√3光的干涉和衍射,真空中光速为c,求:
(1)两细束单色光a和b的距离d
(2)两束光从透明半球的平面入射直至到达光屏传播的时间差△t 【答案】(1)√3?1√3??2??(2)
23?? 【解析】
(1)由sin??=1??得,透明半球对??光和??光的临界角分别为60°和30°,画出光路如图
??、??为两单色光在透明半球面的出射点,折射光线在光屏上形成光点为??和??,????、????方向。由几何关系得
??=??sin60°???sin30°=
√3?12??
(2) ??光在透明介质中的速度????1=√3??1=
2??
传播时间??cos60°1=
????1=
√3??3?? 光屏??到透明半球的平面的距离为??=(1√32+
2)??,
????=?????cos60°=
√32?? ????=????/cos30°=??
故??光在真空中传播的时间??′=??????1??=?? 则??(√3+3)????=??1+??′1=
3??
??光在透明介质中的速度??=????2??2=2, 传播时间????cos30°2=
3????2=
√?? 在真空中,由几何关系得????=??
沿切线
(√3+1)????′2=
??2√3?? 3???? ??则????=??2+??′2=故????=?????????=
点睛:处理本题的关键:1、熟练掌握、应用几何光学基本公式①sin??=;②??=。2、利用平面几何的知识找准光束通过的路程。
28.如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径,在球的左侧有一竖直接收屏在A点与玻璃球相切.自B点发出的光线BM在M点射出,出射光线平行于AB,照射在接收屏上的Q点.另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM=30°,求:
1??????
(ⅰ)玻璃的折射率;
(ⅱ)光由B传到M点与再由M传到Q点所需时间比; (ⅲ)N点到直径AB的距离. 【答案】(1)√3 (2)6:1(3)【解析】
试题分析:(i)已知∠ABM=30°,由几何关系知入射角:α=30° 折射角:β=60° 则玻璃的折射率为:(ii)光在玻璃中传播速度:光由B传到M的时间:=光由M传到Q的时间:则:∶
=6
=
2√2?? 3(iii)由题意知临界角C=∠ONB. 则:sinC=
,cosC=
∴N点到直径AB的距离:d=2RcosC×sinC=考点:光的折射定律;全反射
相关推荐: