问题 问答题

如图所示,一束光线通过透明容器平行于液面射向液体内部的平面镜上,已知这种透明液体的折射率为

2
,试求:

(1)光由这种液体射入空气时的临界角是多大?

(2)平面镜可以绕过0点且垂直于纸面的轴转动,为使光线能够从液体表面射出,平面镜与入射光的夹角α应满足什么条件?

答案

(1)由临界角公式sinC=

1
n
=
2
2

∴C=45°         

(2)光线经平面镜向右上方以临界角射向液面刚好发生全反射,如图(1)所示,有

    2θ=90°+C=135°      

∴α1=90°-θ=90°-

135°
2
=22.5°   

当α=22.5°时光线射向液面时,刚好发生全反射,而当α>22.5°时,线经平面镜反射再射向液面时,才能从反射点的右上方射出,所以必须满足α>22.5°.

同理,光线经平面镜向左上方以临界角射向液面,刚好发生全反射,如图(2)所示,有

2θ'=90°-C=45°    

∴α2=90°-θ'=67.5°      

若α<67.5°时,光线能从反射点的左上方射出.

综合上述两种情况的结果,若使光线能从液体表面射出,应满足α>22.5°或α<67.5°.

答:

(1)光由这种液体射入空气时的临界角是45°.

(2)要使光线能从液体表面射出,应满足α>22.5°或α<67.5°.

选择题
单项选择题 案例分析题