题目内容

如图所示,有一个圆桶形容器的底面直径d=m,桶高h=1m,桶底的圆心S点有一小突起.当桶内不装液体时,人从右边某位置沿桶的上边缘向下看去,刚好能看到桶底的最左端.现在缓慢地向桶内倒入折射率为n=的某种透明液体:
(1)液面上升的高度x等于多少时,人在原位置刚好能看到桶底圆心处的小突起S?
(2)若光在真空中的传播速度c=3.0×108m/s,求光在这种液体中的传播速度v.

【答案】分析:(1)向桶内倒入折射率为n=的透明液体时,当S发出的光线经过折射射入人的眼睛时,人能够看到S.作出光路图,由数学知识求出未加液体时,光线与桶底的夹角.由折射率公式求出入射角,由几何关系求解x.
(2)由v=求出光在这种液体中的传播速度v.
解答:解:(1)光路图如图所示,由题意,tanα==,解得:α=30°
由折射率公式:n=
得:sinθ==0.5 
 解得:θ=30°
由几何关系有:SO=SB==
则:x=SO?cosθ=×m=0.75m  
(2)由n=
v==×108m/s  
答:(1)液面上升的高度x等于0.75m时,人在原位置刚好能看到桶底圆心处的小突起S.
(2)光在这种液体中的传播速度×108m/s.
点评:本题要懂得人“看到”的含义:物体发出的光线进入人眼睛,人才能看到物体,从而能作出未加液体时的光路.对于光学问题,往往要运用到数学知识求解入射角和折射角.
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