题目内容
【题目】如图所示,一个盛有折射率n=的液体的槽,槽的中部扣着一个屋脊形透明罩ADB,顶角(∠ADB)为30,罩内为空气,整个罩子浸没在液体中。槽底AB的中点C处有一点光源,液槽有足够的宽度,罩壁极薄。求:
①光线在哪个界面能发生全反射?
②在纸面内从点光源发出的光与CD的夹角在什么范围时,光线可从液面上方射出。
【答案】(1)光线在上方液体与空气交界处会发生全发射;(2)
【解析】(1)光线在空气罩与液体交界面处,光线从光疏介质射向光密介质,不会发生全反射。光线在上方液体与空气交界面处从光密介质射向光疏介质,当入射角大于等于临界角时会发生全反射。
(2)如图所示,有一条光线从C点射向DB时,在M点折射后进入液体中,射向空气时在N点发生全反射。
在N点,入射角为C,有
可知
由题意知 ,故 ;
由折射定律 ,所以
则
故从点光源发出的光与CD的夹角在0°~30°范围内时光线可从液面上方射出。
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