问题 问答题

一半径为R的半圆柱玻璃体,上方有平行截面直径AB的固定直轨道,轨道上有一小车,车上固定一与轨道成45°的激光笔,发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上,打开激光笔,并使小车从左侧足够远的地方以v0匀速向右运动.已知该激光对玻璃的折射率为

2
,光在空气中的传播速度大小为c.求:

(1)该激光在玻璃中传播的速度大小;

(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少?(忽略光在AB面上的反射)

答案

(1)由n=

c
v
得激光在玻璃中的传播速度为:v=
c
n
=
2
2
c

(2)从玻璃射向空气,发生全反射的临界角为:α=arcsin

1
n
=450

n=

sin450
sinθ
,θ=300

设激光射到M、N点正好处于临界情况,从M到N点的过程,侧面有激光射出

由正弦定理得:

.
MO
sin450
=
R
sin600

得:

.
MO
=
6
3
R

同理:

.
ON
=
6
3
R

得:t=

.
MN
v0
=
2
6
3v0
R.

答:(1)该激光在玻璃中传播的速度大小为

2
2
c.

(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间为

2
6
3v0
R.

多项选择题
解答题