Question

【題目】一根長(zhǎng)為L=1.5m的直玻璃棒對(duì)一束光的折射率n=，該光束以跟玻璃棒左端面A成30的方向射入玻璃棒，如圖所示，已知真空中的光速為c=3×108m/s.

① 試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，光線能否從玻璃棒的側(cè)面漏出?

② 若能從側(cè)面漏出，求漏出時(shí)的折射角.若不能漏出，求光從左端面A傳到右端面B的時(shí)間.

Answer 1

【答案】①光線不會(huì)從側(cè)面漏出。 ② 1.0×10-8 m/s

【解析】

(1)若光從左端以與端面成30°入射，根據(jù)折射定律求出折射角，由幾何知識(shí)求出光線在側(cè)面上的入射角θ，與臨界角C進(jìn)行比較，若θ＞C，將發(fā)生全反射，不能從側(cè)面射出．

(2)由求出光在玻璃管內(nèi)的傳播速度．由幾何關(guān)系求出光通過(guò)的總路程s，由求光通過(guò)玻璃管所需的時(shí)間．

①設(shè)光束在左端面的入射角為θ1，折射角為θ2，在側(cè)面的入射角為θ3，

由題，θ1=60，

因：

得：θ2=30

則θ3=60

又因：

即：30< C < 60

故：C < θ3 ，在側(cè)面處將發(fā)生全反射,故光線不會(huì)從側(cè)面漏出。

②玻璃中的光速v = c/n

則：

得：t=L/v//=2L/c=1.0×10-8 m/s