Derékszögű, egyenlő szárú háromszög alakú üveghasábba fényt bocsátunk az ábrán látható módon, az átfogó síkjára merőlegesen. A \(30\ \mathrm{cm}\) hosszúságú átfogó szélétől \(5\ \mathrm{cm}\)‑re lép be a fény a hasábba.

Mennyi ideig lesz a fény a hasábban, ha a fény sebessége az üvegben \(\displaystyle 200\ 000\ \mathrm{\frac{km}{s}}\)?
$\mathit{\Delta} t=1,5\cdot 10^{-9}\ \mathrm{s}$
A fény útjának meghatározása az üvegprizmában:
Az átfogón való átjutás vizsgálata:
1 pont
(A fény irányváltoztatás nélkül megy tovább.)
A befogót elérő sugár beesési szögének megállapítása:
1 pont
A beesési szög a befogón $45^\circ $.
(Elég a beesési szög rajzon való jelölése.)
A törésmutató meghatározása:
\[n=\frac{c_2}{c_1}=\frac{2}{3}\]
1 pont
A határszög (kritikus szög) meghatározása:
\[\sin{\alpha_{\mathrm{h}}}=n=\frac{2}{3}\]
\[\alpha_{\mathrm{h}}=41,8^\circ\]
2 pont
(bontható)
(Ha a vizsgázó bármilyen helyes elméleti úton arra a következtetésre jut, hogy a befogókon létrejön a teljes visszaverődés, de nem számolja ki a határszöget, a 2 pont megadható.)
A befogón való teljes visszaverődés megállapítása:
1 pont
A beesési szög nagyobb, mint a határszög, ezért teljes visszaverődés következik be.
(Az egy pont csak akkor adható meg, ha a jelölt utal arra, hogy a beesési szög nagyobb, mint a határszög.)
A fény további útjának meghatározása:
1 + 1 pont
(Elég a rajzon történő ábrázolás.)
A fény teljes úthosszának meghatározása:
\[s=(5+20+5)\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}\]
2 pont
(bontható)
Az üveghasábban töltött idő meghatározása:
\[\mathit{\Delta} t=\frac{s}{c_{\mathrm{üveg}}}\]
\[\mathit{\Delta} t=\frac{0,3\ \mathrm{m}}{2\cdot 10^8\ \mathrm{\displaystyle \frac{m}{s}}}\]
\[\mathit{\Delta} t=1,5\cdot 10^{-9}\ \mathrm{s}\]
2 pont
(bontható)
Összesen: 12 pont