Question

【題目】如圖所示，三角形ABC是一個三棱鏡的截面，現有一束單色光沿紙面以i=60°的入射角射向AB的中點N，已知該三棱鏡的折射率為n=，AB=（6-）cm，光在真空中的傳播速度為c=3.0×108m/s，求：

(1)此束單色光第一次從三棱鏡射出的方向；（不考慮AB面的反射）；

(2)此束單色光從射入三棱鏡到第一次從三棱鏡射出所經歷的時間。

Answer 1

【答案】(1)光將垂直于底面AC，沿PQ方向射出棱鏡；(2)-10s

【解析】

(1)設此束光從AB面射入棱鏡后的折射角為r，由折射定律得

解得

r=30°

顯然光從AB射入棱鏡后的折射光線NP平行于AC，如圖所示：

光在BC面上的入射角為

θ=45°

設臨界角為C，則由得

可知C＜45°，故光在BC面上發生全反射。

根據幾何知識和光的反射定律可知，光將垂直于底面AC，沿PQ方向射出棱鏡。

(2)光在棱鏡中傳播的速率

圖中

所以此束光在棱鏡中傳播的時間

解得