Question

MN为水平放置的光屏，在其正下方有一半圆柱形玻璃砖，玻璃砖的平面部分ab与光屏平行且过圆心O，平面ab与屏间距离为，整个装置的竖直截面图如图所示。在O点正下方有一光源S，发出的一束单色光沿半径射入玻璃砖，通过圆心O再射到屏上。现使玻璃砖在竖直面内以O点为圆心沿逆时针方向以角速度缓慢转动，在光屏上出现了移动的光斑。已知单色光在这种玻璃中的折射率为，求：

（1）当玻璃砖由图示位置转动多长时间屏上光斑刚好彻底消失；

（2）玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中，光斑在屏上移动的距离。

Answer

（1）2s

（2）0.2m

【解析】

试题分析：由题意可知，假设玻璃砖转过角时，折射光线刚好完全消失。此时的入射角也为，由折射定律可得：

玻璃砖转动所用时间：

当入射角，由折射定律可得：

解得：

由图可知在玻璃砖逆时针转过角过程中折射光线顺时针转过角：

考点：光的折射定律

【名师点睛】】解决本题的关键要理解并掌握全反射现象及其条件，明确临界角公式，熟练运用几何知识解决问题；当玻璃砖转动时，入射角增大，当入射角等于临界角时发生全反射，折射光线刚好完全消失。