Question

某种光学元件有两种不同透明物质I和透明物质II制成，其横截面积如图所示，O为AB中点，∠BAC=30°，半圆形透明物质I的折射率为，透明物质II的折射率为n₂。一束光线在纸面内沿O点方向射入元件，光线与AB面垂线的夹角到θ时，通过观察发现此时从AC面恰好无光线射出，在BC面有光线垂直射出；

①该透明物质II的折射率n₂；
②光线在透明物质II中的传播速率大小；
③光线与AB面垂线的夹角θ的正弦值。

Answer 1

①②③

试题分析：①由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如下图。
设该透明物质的临界角为C，由几何关系可知，
得：   
②由得： 
③由几何关系得：r=30°
由相对折射率定义得：光由透明物质Ⅰ射入透明物质Ⅱ时，相对折射率：
， 
解得： (1分)