Question

【題目】如圖所示，有一透明玻璃磚的截面，其上面的部分是半徑為R的半圓，下面是邊長為2R的正方形，在玻璃磚的兩側面距離R處，分別放置和側面平行的足夠大的光屏，已知玻璃磚的折射率n=2．一束光線按圖示方向從左側光屏的P點射出，過M點射入玻璃磚，恰好經過半圓部分的圓心O，且∠MOA=45°，光在真空中的傳播速度為c．

①求光在玻璃磚中發生全反射的臨界角.

②求光從P點發出到第一次傳播到光屏上所用的時間．

Answer 1

【答案】(1) 30° (2)

【解析】①設玻璃磚的臨界角為C，則:

解得:SinC= ,C=30°

②由于光射到玻璃磚的平面上時的入射角均為i = 45°>C=300則射到平面上的光線發生全反射，其光路圖如圖所示.

由幾何知識可得，光在玻璃磚和光屏之間傳播的距離

傳播的時間

光在玻璃磚內傳播的距離:x2=4R+2R

傳播的時間

其中

光從P點發出到笫一次傳播到光屏上所用的時間t=t1+t2

解得：