玻璃圆柱和大头针后,在白纸上的图中画出:
图4
(1)沿P1和P2连线方向的入射光线通过圆柱形玻璃后的传播方向。
(2)光线在玻璃内的传播方向。
(3)在光线的入射点作法线,标出入射角θ1和折射角θ2。
(4)写出计算玻璃折射率的公式(不必计算)。
[解析]
过P1、P2作直线交圆周于O1点,过点O1作法线O1O;过P3、P4作直线为出射光线,交圆周于O2点;过O2O作直线为法线。连接O1O2为入射光线在玻璃内的折射光线。量出入射角θ1和折射角θ2,由公式n12=可求出折射率。如图所示。
[答案] 见解析
[例3] 光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108 m/s)
(1)画出折射光路图;
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度;
(3)当入射角变为45°时,折射角等于多大?
(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。
[思路点拨]
(1)找准入射角和折射角,准确作图。
(2)利用n=和n=分析计算。
[解析] (1)由题意知入射角θ1=60°,反射角β=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,折射光路图如图所示。
(2)n===,
根据n=得v== m/s,v≈1.7×108 m/s。
(3)据n=得sin θ2=,
将sin θ1=sin 45°=及n=代入上式,可求得sin θ2=,解得θ2=arcsin 。
(4)折射率不会变化,折射率反映介质的光学性质,而跟入射角的大小无关。
[答案] (1)图见解析 (2) 1.7×108 m/s (3)arcsin (4)见解析