如图所示,半圆形玻璃砖的半径为R,光屏PQ置于直径的右端并与直径垂直,一单色光与竖直方向成α=30°角射入玻璃砖的圆心O,在光屏上出现了一个光斑,玻璃对该种单色光的折射率为n=2,光在真空中的传播速度为c,求:(1)光屏上的光斑与O点之间的距离;(2)光进入玻璃后经过多少时间到达光屏;(3)使入射光线绕O点逆时针方向旋转,为使光屏上的光斑消失,至少要转过多少角度?
sinγ |
sinα |
R |
sinγ |
2 |
c |
n |
c | ||
|
R |
v |
| ||
c |
S |
c |
| ||
c |
2
| ||
c |
1 |
n |
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第1个回答 2015-09-18
分析:(1)A、B为同一波源发出的两列波,频率相同.由图读出波长关系,由公式v=λf研究波速关系.
(2)根据折射定律求出折射角,几何关系求解两个光斑之间的距离;为使光屏上的光斑消失,要使光线发生全反射.由于n1<n2,玻璃对其折射率为n2的色光先发生全反射,由临界角公式求解为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角的最小值. 解答:解: (1)由题,两列波频率相同.由图读出波长: λA= 4 3 a,λB= 2 3 a 由公式v=λf研究得到λA:λB=2:1 故选C (2)①作出光路图如图,由折射定律有: n1= sinβ1 sinα ,n2= sinβ2 sinα 代入数据得:β1=45°,β2=60° 故有AB=PA-PB= R tan45° - R tan60° =(1- 3 3 )R ②当两种色光在界面处均发生全反射时光斑消失,随入射角α增大,玻璃对其折射率为n2的色光先发生全反射,后对折射率为n1的色光发生全反射.故sinC= 1 n1 = 1 2 所以α=C=45° 故答案为:(1)C;(2)①这两个光斑之间的距离是(1- 3 3 )R;②为使光屏上的光斑消失,复色光的入射角至少为45°. 点评:对于涉及全反射的问题,要紧扣全反射产生的条件:一是光从光密介质射入光疏介质;二是入射角大于临界角.
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