Question

【题目】如图所示，有一透明玻璃砖的截面，其上面的部分是半径为R的半圆，下面是边长为2R的正方形，在玻璃砖的两侧面距离R处，分别放置和侧面平行的足够大的光屏，已知玻璃砖的折射率n=2．一束光线按图示方向从左侧光屏的P点射出，过M点射入玻璃砖，恰好经过半圆部分的圆心O，且∠MOA=45°，光在真空中的传播速度为c．

①求光在玻璃砖中发生全反射的临界角.

②求光从P点发出到第一次传播到光屏上所用的时间．

Answer 1

【答案】(1) 30° (2)

【解析】①设玻璃砖的临界角为C，则:

解得:SinC= ,C=30°

②由于光射到玻璃砖的平面上时的入射角均为i = 45°>C=300则射到平面上的光线发生全反射，其光路图如图所示.

由几何知识可得，光在玻璃砖和光屏之间传播的距离

传播的时间

光在玻璃砖内传播的距离:x2=4R+2R

传播的时间

其中

光从P点发出到笫一次传播到光屏上所用的时间t=t1+t2

解得：