问题 问答题

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6.0cm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8.0cm,刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.

答案

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

∠AOO1=α ①

其中α为此液体到空气的全反射临界角,由折射定律有

sinα=

1
n

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

∠B1OO1=α.设此时线光源底端位于B点.由图中几何关系可得

sinα=

AB
AB1
 ③

联立②③式得

n=

AB2+B
B21
AB
 ④

由题给条件可知

AB=8cm  BB1=6cm

代入③式得

n=1.25.

故液体的折射率为1.25.

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