题目内容
如图,置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm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。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时,通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm,刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。
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【答案】
解析: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OO1,则
①
其中a为此液体到空气的全反射临界角。
由折射定律有
②(3分)
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
③(3分)
联立②③式得
④(3分)
由题给条件可知
,
代入③式
得n=1.25 (3分)
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