1.(9分)(2014武汉市武昌区调考)如图所示的直角三角形ABC是玻璃砖的横截面,∠B= 90°,∠A= 30°E为BC边的中点,BC=三。一束平行于AB的光束从AC边上的某点射入玻璃砖,进入玻璃砖后,在BC边上的E点被反射,EF是该反射光线,一且EF恰与AC平行。求:
(i)玻璃砖的折射率;
(ii)该光束从射入玻璃砖开始计时,经BC边上的E点反射后,到紧接着的一次射出玻璃砖所需的时间。
解析:(2)(i)作出光路图,光线在AC面上的入射角为60°,折射角为30°,则折射率
……………………………………………(3分)
(ii)作出光束经BC面反射后的光路图,因为发生全反射的临界角为 ,即C >30°,所以光线在在F点发生全反射,在E、H点不能发生全反射。即该光束经一次反射后,到紧接着的一次射出玻璃砖发生在H点,则本题所求时间为
……………………………………………(2分)
…………………………………………………………(2分)
联立解得 ……………………………(2分)
2(9分)(2014湖北省襄阳市质检)如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏.两束关于中心轴OO’对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出.当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO’轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑.求该半球形玻璃的折射率.
(2)解:光路如图所示,设临界光线AE、BF入射后,
经E、F两点发生全反射,由几何关系可得:
①
②
③
④
又由折射定律得:
⑤
评分标准:本题共9分。正确得出①、②、③、⑤式各2分,④式1分。