如图所示为一个透明球体的横截面,其半径为R,AB是一竖直直径,现有一束半径为R的圆环形平行细光沿AB方向射向球体(AB直径为圆环中心轴线),所有光线经折射后恰好经过B点而在水平光屏上形成一圆亮环,水平光屏到B点的距离为L=R,光在真空中
的传播速度为c,求:
25.透明球体的折射率;
26.光从入射点传播到光屏所用时间.
根据题意作出光路图如图所示:
由几何关系知,,即α=60° ,由图知,α=2β,得β=30° 由折射定律有:
作出光路图,由几何关系求出入射角和折射角,根据折射定律求解折射率.
光在介质中的速度为
光在透明介质中的传播时间
由图及折射定律知光线从B点出射后与竖直方向的夹角为α=60°
所以光从透明球体出射后到光屏所用时间为
所以光从入射点传播到光屏所用时间为
根据几何关系求出光在介质中的传播距离,根据光在介质中的速度,进而求出光在介质中的时间,根据几何关系可得光射出介质后的距离,进而求出光射出介质时,到光屏所用的时间,则可得从入射点传播到光屏所用的总时间。
本题关键画出光路图,结合折射定律和几何关系进行求解。