Question

【題目】玻璃磚的截面為等腰三角形ABC，如圖所示，底邊BC=a，∠A=30°，圖中的虛線為底邊BC的垂直平分線，且垂足為O.一細光束由O點斜射入玻璃磚內，當該細光束第一次射到AB邊時，剛好發生全反射，已知該玻璃磚對該光的折射率為n= ,光在真空中的傳播速度用c表示

(i)求細光束在底邊BC的入射角i;

(ii)求該細光束從O點射入玻璃磚到第一次射到AB邊所需的時間.

Answer 1

【答案】(i) i=45°；(ii) t=a

【解析】

(i)根據細光束第一次射到AB邊時剛好發生全反射可知，細光束在AB邊上的入射角等于全反射臨界角αC，由折射定律得sin αC=1/n

代入數據解得αC=45°

設細光束在BC邊的折射角大小為r，由幾何關系可得r=30°

根據折射定律得

代入數據解得i=45°

(ii)對△OBD由正弦定理：

假設細光束從O點射入玻璃磚到第一次射到AB邊所需的時間為t，細光束在玻璃磚中的速度為

又由

聯立解得t=a