Question

【題目】如圖所示，是用某種玻璃制成的橫截面為圓形的圓柱體光學器件，它的折射率為，橫截面半徑為R。現用一束細光線垂直圓柱體的軸線以i=60°的入射角射入圓柱體，不考慮光線在圓柱體內的反射。真空中光速為c。

（1）作出光線穿過圓柱體并射出的光路圖。

（2）求出該光線從圓柱體中射出時，出射光線偏離原方向多大的角度？

（3）光線在圓柱體中的傳播時間。

Answer 1

【答案】（1）光路如圖；（2）60°（3）

【解析】

試題分析：（1）由折射定律，得;則光線射入圓柱體內的折射角為r=30°，由幾何知識得，光線從圓柱體射出時，在圓柱體內的入射角為30°，在圓柱體外的折射角為60°，光路圖如圖所示．

（2）由幾何知識，出射光線偏離原方向的角度為α=60°

（3）根據幾何知識得到，光線在圓柱體中的路程：S=R

介質中傳播速度

所以，光線在圓柱體中的傳播時間為