问题 填空题

一半圆形玻璃砖,玻璃的折射率为

3
,AB为其直径,长度为D,O为圆心,一束宽度恰等于玻璃砖半径的单色平行光束垂直于AB从空气射入玻璃砖,其中心光线P通过O点,如图所示,M、N为光束边界光线.则M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为______.

答案

设光线射到玻璃砖圆弧面时入射角为i,折射角为r,玻璃砖的半径为R,则由几何知识得

              sini=

R
2
R
=
1
2
   

         所以 i=30°

    根据折射定律得

            n=

sinr
sini

    sinr=nsini=

3
2
   r=60°

   由几何知识得  θ=r-i=30°

故M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为OC=2Rcos30°=

3
R=
3
2
D

答:M、N射出玻璃砖后的相交点距O点的距离为

3
2
D.

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