题目内容

(8分)如图,置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板,另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜,用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将线光源沿容器底向望远镜一侧水平移至某处时,通过望远镜刚好可以看到线光源底端,再将线光源沿同一方向移动8.0 cm,刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。

 

【答案】

解:当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮住的液面上时,射到遮光板边缘O的那条光线的入射角最小。

 

  若线光源底端在A点时,望远镜内刚好可以看到此光源底端,设过O点液面的法线为,则

  

  其中α为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律有

  

  同理,若线光源顶端在B1点时,通过望远镜刚好可以看到此光源顶端,则

  。设此时线光源底端位于B点。由图中几何关系可得

  

  联立②③式得

  

  由题给条件可知

  

  代入③式得

  n=1.25⑤

 

【解析】

 

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