Question

如图所示，固定在转台上的激光器发出一细光束，转台在折射率为

2

的液体中按照图中箭头所示方向匀速转动，使激光束在竖直平面内扫描，扫描一周（转过360°）的时间为32s．当激光束在液体和空气界面发生全反射时，观察者在液面上方无法观察到激光束．求
（1）光发生全反射的临界角；
（2）通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内，观察者在液面上方可观察到激光束的时间．

Answer 1

分析：（1）根据sinC=

1

n

，来计算临界角；
（2）根据全反射条件来确定是否能发生全反射，从而可得出光束转动一周能观察的时间．

解答：解：（1）设光由这种液体射向空气发生全反射的临界角为C，
根据sinC=

1

n

，有
sinC=

2

2

代入数据解得：C=45°
（2）由于光从液体射向空气发生全反射的临界角为45°，所以激光束照射到达图1中AB范围光不发生全反射，
此阶段观察者在液面上方观察者可观察到激光束．
设在激光束转动一周时间（T）内，观察者在液面上方观察到激光束的时间为t，
由图可知t=

90°

360°

T=

1

4

T=8.0s
答：（1）光发生全反射的临界角为45°；
（2）通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内，观察者在液面上方可观察到激光束的时间8s．

点评：考查全反射条件及sinC=

1

n

的理解，并运用全反射来解题．