Question

【題目】如圖所示，MN為豎直放置的光屏，光屏的左側有半徑為R、折射率為的透明半球體，O為球心，軸線OA垂直于光屏，O至光屏的距離。位于軸線上O點左側處的點光源S發出一束與OA夾角θ=60°的光線射向半球體，已知光在真空中傳播的速度為c。求：

①光線射入半球體時的折射角；

②光線射出半球體時的折射角；

③光線從S傳播到達光屏所用的時間。

Answer 1

【答案】①30° ②60°，即出射光線與軸線OA平行 ③

【解析】

①光從光源S射出經半球體到達光屏的光路如圖

光由空氣射向半球體，由折射定律，有

解得：

②在ΔOBC中，由正弦定理得：

解得：

光由半球體射向空氣，由折射定律，有

解得：，即出射光線與軸線OA平行

③光從光源S出發經玻璃半球體到達光屏所用的時間

且

解得：