Question

9．光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中，折射光線與反射光線恰好垂直．（真空中的光速C=3.0×10⁸m/s）
（1）畫出折射光路圖；
（2）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)光的反射定律和折射定律作出光路圖．
（2）根據(jù)反射定律，求出反射角，由題意：折射光線與反射光線恰好垂直求出折射角，由折射定律求出折射率．

解答 解：（1）光從空氣射入玻璃光路如圖所示：
（2）因為光的入射角i=60°，反射光線與折射光線垂直，由光的反射定律及幾何規(guī)律可得折射角為：
r=180°-（60°+90°）=30°                         
由光的折射定律可得，玻璃的折射率為：$n=\frac{sini}{sinr}=\frac{{sin{{60}^o}}}{{sin{{30}^o}}}=\frac{{\frac{{\sqrt{3}}}{2}}}{{\frac{1}{2}}}=1.73$
由$n=\frac{c}{v}$可得光在玻璃中的傳播速度為：
$v=\frac{c}{n}=\frac{{3.0×{{10}^8}}}{1.73}m/s=1.73×{10^8}m/s$
答：（1）折射光路圖如圖；
（2）玻璃的折射率是1.73，光在玻璃中的傳播速度是1.73×10⁸m/s．

點評 折射率是反映介質(zhì)對光折射能力的物理量，與入射角、折射角無關(guān)，取決于介質(zhì)的性質(zhì)，要結(jié)合幾何知識和折射定律研究這類問題．