Question

【题目】如图所示，有一与液面成45°角的光线从透明液体射向空中，光源距离液面高度为1m，离开该液体表面的光线与液面的夹角为30°．试求：

①该液体的折射率；
②这束光线经多长时间可以从光源到达液面；
③如果要使空中没有折射光线出现，入射光线需要与地面成多大的角度．

Answer 1

【答案】解：①由图得：入射角 i=45°，折射角 r=60°

根据折射定律，有 n= = =

②由几何关系，得光在液体中传播的距离为

S= m

光在液体中传播的速度 v=

则这束光线从光源到达液面传播时间 t= = = = ×10﹣8s

②设发生全发射的临界角为C，则

sinC= =

解得 C=arcsin

所以如果要使空中没有折射光线出现，入射光线需要与地面成arcsin 的角度．

答：①该液体的折射率是 ；

②这束光线经 ×10﹣8s时间可以从光源到达液面；

③如果要使空中没有折射光线出现，入射光线需要与地面成arcsin 的角度．

【解析】（1）根据题目中光路图，求出入射角和折射角。根据光的折射定律求解。
（2）根据几何关系，先求光在液体中传播的距离再求出速度，根据匀变速直线运动，速度关系求出时间。
（3）没有折射光线代表在两种介质的界面处发生全反射，求出临界角。