题目内容
【题目】如图所示,有一与液面成45°角的光线从透明液体射向空中,光源距离液面高度为1m,离开该液体表面的光线与液面的夹角为30°.试求:
①该液体的折射率;
②这束光线经多长时间可以从光源到达液面;
③如果要使空中没有折射光线出现,入射光线需要与地面成多大的角度.
【答案】解:①由图得:入射角 i=45°,折射角 r=60°
根据折射定律,有 n= =
=
②由几何关系,得光在液体中传播的距离为
S= m
光在液体中传播的速度 v=
则这束光线从光源到达液面传播时间 t= =
=
=
×10﹣8s
②设发生全发射的临界角为C,则
sinC= =
解得 C=arcsin
所以如果要使空中没有折射光线出现,入射光线需要与地面成arcsin 的角度.
答:①该液体的折射率是 ;
②这束光线经 ×10﹣8s时间可以从光源到达液面;
③如果要使空中没有折射光线出现,入射光线需要与地面成arcsin 的角度.
【解析】(1)根据题目中光路图,求出入射角和折射角。根据光的折射定律求解。
(2)根据几何关系,先求光在液体中传播的距离再求出速度,根据匀变速直线运动,速度关系求出时间。
(3)没有折射光线代表在两种介质的界面处发生全反射,求出临界角。
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