Question

【題目】如右圖所示，一玻璃磚的截面為直角三角形ABC，其中，AB=9cm；現有兩細束平行且相同的單色光a、b，分別從AC邊上的D點、E點以角入射，且均能從AB邊上的F點射出，已知AD=AF=3cm，求：

（i）玻璃磚的折射率；

（ii）D、E兩點之間的距離。

Answer 1

【答案】（i），（ii）12cm.

【解析】試題分析：（i）由題意畫出光路圖，由數學知識求出入射光a經AC邊的折射角，再由折射定律求玻璃磚的折射率．（ii）根據求出全反射臨界角C，可知光線在BC邊上發生了全反射，由幾何知識求出D、E兩點之間的距離．

（i）作出的光路圖如圖所示

由于AD=AF， ，則入射光a經AC邊的折射角為：

玻璃磚的折射率為：

（ii）設光在玻璃磚中發生全反射的臨界角為C

則有：

解得：

由圖可知，b光經AC邊折射后，在BC邊上的入射角為，大于臨界角C

所以此光線在G點發生了全反射

由幾何知識可知，四邊形DEGF是平行四邊形，由于，AF=3cm

則有：

且，又 FG=DE

聯立解得：DE=12cm