题目
如图所示,MNPQ是一块正方体玻璃砖的横截面,其边长MN = MQ = 30 cm。与MNPQ在同一平面内的一束单色光AB射到玻璃砖MQ边的中点B后进入玻璃砖,接着在QP边上的F点(图中未画出)发生全反射,再到达NP边上的D点,最后沿DC方向射出玻璃砖。已知图中∠ABM = 30°,PD = 7.5 cm,∠CDN = 30°。 ①画出这束单色光在玻璃砖内的光路图,求出QP边上的反射点F到Q点的距离QF; ②求出该玻璃砖对这种单色光的折射率;(结果可用根式表示,下同) ③求出这束单色光在玻璃砖内的传播速度(已知真空中光速c = 3×108 m/s)。
答案:设入射角为i 、折射角为r ,由已知有: i = 60°,BQ = 15 cm, PD = 7.5 cm = ① 光路示意图如图所示,反射点为F ……………(2分) 由几何关系得 …………………………(1分) 代入数据得 20 cm ……………………………(2分) ② 由①的计算得 由数学知识推得sin r = 0.6 …………………………………………………………(2分) 由折射定律得 n = = ……………………………………………… (1分) ③ 由得激光束在玻璃砖内的传播速度m/s ………………(2分)