问题 问答题

如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n=

2
的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成45°角放置,若容器高为2dm,底边半径为(1+
3
)dm,OM=1dm,在容器中央正上方1dm 处水平放置一足够长的刻度尺,求光源 S 发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺的长度.(不考虑容器侧壁和液面的反射)

答案

设容器高为H.作图找出发光点S在平面镜中的像点S′,连接SM延长交直尺于H点.

    由题:光线SM的入射角为45°,根据反射定律可知反射角等于45°,则MH沿竖直方向.

           连接S′P,根据对称性得 S′M=OM=1m,则在Rt△PR S′中,R S′=

3
dm,PR=H+S′M=3dm 

    由几何知识得∠r=30°.

    根据折射定律可得:n=

sini
sinr

     解得sini=

2
2
,∠i=45°,

     故刻度尺上被照亮的范围QH=1dm+

3
dm=(1+
3
)dm

答:刻度尺上被照亮的范围QH=1dm+

3
dm=(1+
3
)dm.

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