光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直.(真空中的光速c=3.0×108 m/s)
(1)画出折射光路图;
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度;
(3)当入射角变为45°时,折射角等于多大;
(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由.
光路图见解析;v=1.7×108 m/s;arcsin;折射率不会变化,折射率由介质和入射光的频率决定,而跟入射角的大小无关
【解析】
试题分析:先画出玻璃与空气的界面.再过入射点作出界面的垂线即为法线,然后根据光的反射定律和折射定律作出入射光线、反射光线和折射光线;求出折射角r后,据n=求出n,当入射角变化时,这一比值保持不变即玻璃的折射率并不改变,据n=求出v.
(1)由题意知入射角i=60°,反射角β=60°,折射角r=180°-60°-90°=30°,折射光路如图所示.
(2)n=,
据n=得v=m/s,
v=1.7×108 m/s.
(3)据n=得sinr=,
代sini=sin45°=及n=入上式,可求得:
sinr=,∴r=arcsin.
(4)折射率不会变化,折射率由介质和入射光的频率决定,而跟入射角的大小无关
考点:反射定律 折射定律 画光路图的
点评:根据反射定律和折射定律可以画出较为标准的光路图,根据几何关系求解相关物理量,这是几何光学的主要知识点,也是重点内容,应该熟练掌握。
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