高中 | 全反射 题目答案及解析

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高中 | 全反射题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-4

第十三章 光

13.2 全反射

全反射

如图为一半径为$R$的半圆柱体玻璃砖的截面图,$O$为圆柱截面的圆心,$AB$为直径,现将一束垂直于直径$AB$的光从$M$点射入,$OM$长度为$\dfrac{\sqrt{2}}{2}R$,光线射到玻璃砖的圆弧面恰好发生全反射。

先完成光路图并求玻璃砖的折射率;

[["

见解析;$\\sqrt{2}$

"]]

光路图如图所示,

根据几何关系,可知$\sin C=\dfrac{\dfrac{\sqrt{2}}{2}R}{R}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}$

$\sin C=\dfrac{1}{n}$

解得$n=\sqrt{2}$

求光线在玻璃砖中的传播时间(光在真空中的速度用$c$表示)。

[["

$\\dfrac{4R}{c}$

"]]

由几何关系,可知光线在玻璃砖中的传播路程为$s=2 \times R\cos{45^\circ}+2 \times \dfrac{\sqrt{2}}{2}R=2\sqrt{2}R$

根据$n=\dfrac{c}{v}$

可得$t=\dfrac{s}{v}=\dfrac{4R}{c}$

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