Question

如圖所示，一束光線以60°的入射角照射到水平放置的平面鏡上，反射后射到平面鏡上方與平面鏡平行的光屏上P點．現在將一塊上下表面平行的透明玻璃磚放到平面鏡M上，則進入玻璃磚的光線經平面鏡反射后再從玻璃磚的上表面射出，打到光屏上的另一點Q點（圖中未畫出），Q與P相比較向左平移了

3

2

cm，已知玻璃磚的折射率n=

3

，光在真空中的傳播速度c=3×10⁸m/s．求：①玻璃磚的厚度；②光在玻璃磚中運動時間．

Answer 1

分析：①先作出光路圖：光從空氣射入透明體，入射角大于折射角，反射時遵守反射定律．根據折射定律求出折射角，根據幾何知識求出透明介質的厚度．
②由幾何關系求出光在透明介質中通過的路程．光在透明介質中的傳播速度為v=

c

n

，再求出光在透明體里運動的時間．

解答：解：①設玻璃磚的厚度為d，光線進入玻璃磚后的折射角為r，由折射定律得n=

sini

sinr

r=30°…①
由幾何關系可知PQ=2（dtan60°-dtan30°）…②
解得：d=1.5cm  …③
②設光線射入玻璃磚至平面鏡的距離為x，xcos30°=d，x=

d

cos30°

=

2d

3

…④
所以：t=

2x

c n

=

2nx

c

，t=2×10^-10s…⑤
答：①透明體的厚度為1.5cm．
②光在透明體里運動的時間為2×10^-10s．

點評：本題是幾何光學的問題，首先要作出光路圖，根據折射定律和幾何知識結合進行研究．