高中物理光的折射定律计算题

如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的横截面图．圆弧CD是半径为R的四分之一圆周，圆心为O．光线从AB面上的M点入射，入射角i=60°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的长度为l=6cm，真空中的光速c=3.0×10⁸m/s．求：

（Ⅰ）透明材料的折射率n；
（Ⅱ）光从M点传播到O点所用的时间t．

一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P离水面的高度为h₁=0.6m，尾部下端Q略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s₁=0.8m处有一浮标，示意如图。一潜水员在浮标前方s₂=3.0m处下潜到深度为h₂=4.0m时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜△h=4.0m，恰好能看见Q。求：

（i）水的折射率n；
（ii）赛艇的长度l。（可用根式表示）

如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC，AC边长为L，，光线P、Q同时由AC中点射入玻璃砖，其中光线P方向垂直AC边，光线Q方向与AC边夹角为，发现光线Q第一次到达BC边后垂直BC边射出，光速为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；
（2）光线由进入玻璃砖到第一次由边出射经历的时间。

如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体，一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射入，对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录，得到的关系如图乙所示，如图丙所示是这种材料制成的器具，左侧是半径为R的半圆，右侧是长为8R，高为2R的长方体，一束单色光从左侧A′点沿半径方向与长边成37°角射入器具．已知光在真空中的传播速度为c，求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

①该透明材料的折射率；
②光线至少要经过几次全反射才能穿过器具？并求出穿过器具所用的时间？（必须有必要的计算说明）

如图所示，直角三棱镜的折射率n=，∠A=30°．一束与0B面成30°角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．

如图所示，折射率为n=的两面平行的玻璃砖，下表面涂有反射物质，右端垂直地放置一标尺MN。一细光束以角度入射到玻璃砖的上表面，会在标尺上的两个位置出现光点，若两光点之间的距离为a（图中未画出），求光通过玻璃砖的时间t（设光在真空中的速度 为c，不考虑细光速在玻璃砖下表面的第二次反射）。

有一玻璃球冠，右侧面镀银，光源S就在其对称轴上，如图所示，从光源S发出的一束光射到球面上，其中一部分光经球面反射后恰能竖直向上传播，另一部分光折射入玻璃球冠内，经右侧镀银面第一次反射恰能沿原路返回，若球面半径为R，玻璃折射率为，求光源S与球冠顶点M之间的距离SM为多大？

单色光束射到折射率n=1.414的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角i=45°。经折射进入球内，又经内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图示。（图中已画出入射光和出射光）．

①在图中画出光线在球内的路径和方向。
②求入射光和出射光之间的夹角α；
③如果入射的是一束白光，问那种颜色光的α角最大？哪种颜色的光α角最小。

如图所示，直角三棱镜的折射率∠A＝30°，一束与OB面成30⁰角的光射向OB面，从AB面上的C点射出．若不考虑光在OB面上的反射，求能从C点射向空气的光的方向．

在真空中有一正方体玻璃砖，其截面如图所示，已知它的边长为d，玻璃砖的折射率n ＝，在AB面上方有一单色点光源S，从S发出的光线SP以60°入射角从AB面中点射入，从侧面AD射出，若光从光源S到AB面上P点的传播时间和它在玻璃砖中传播的时间相等．求点光源S到P点的距离

如图所示，束光线以60^o的入射角照射到水平放置的平面镜上，反射后在上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P。现在将一块上下表面平行的透明玻璃砖放到平面镜M上，则进入玻璃砖的光线经平面镜反射后再从玻璃砖的上表面射出，打到光屏上的点，在P点的左侧2cm处，已知透明体对光的折射率为，求：光在透明体里运动的时间多长？（光在真空中的传播速度c = 3×10⁸m/s）

如图所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质
的横截面，圆心角∠AOB=60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M（不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c）。

①求从AMB面的出射光线与进入介质的入射光线的偏向角；
②光在介质中的传播时间。

如图所示，一玻璃球体半径为R，O为球心，AD为水平直径。来自A点的单色光从B点射出，出射光平行于AD。已知玻璃对此光的折射率为。若真空中光的传播速度为c，求此光从A到B的传播时间t。

半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示。O为圆心。已知玻璃的折射率为。当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°，一束与MN平面成45⁰的平行光束射到玻璃砖的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出。求能从MN平面射出的光束的宽度为多少？

如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h="4" m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l="5" m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直。

（i）求水的折射率n；
（ii）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（圆周率用π表示）．