题目内容
【题目】如图表示一个盛有某种液体的槽,槽的中部扣着一个横截面为等腰直角三角形的薄壁透明罩CAB,罩内为空气,整个罩子浸没在液体中,底边AB上有一个点光源D,其中BD=AB。 P为BC边的中点,若要在液面上方只能够看到被照亮的透明罩为P点的上半部分,试求槽内液体的折射率应为多大?
【答案】
【解析】试题分析:从点光源发出的光经过两个侧面折射后,P点的折射光线射向空气时恰好发生全反射时,在液面上方只能够看到被照亮的透明罩的上半部分.折射光线在液体和空气分界面上刚好发生全反射时,入射角等于临界角,由几何关系求出折射光线在BC面上折射角和入射角,由折射定律求出折射率。
本题可用图示平面内的光线进行分析,只讨论从右侧观察的情形。如图所示,由点光源发出的光线DP恰好在液面发生全反射。
由几何关系得入射角
由临界角公式
折射角
由折射定律,有
又
解得
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