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如图所示,固定在转台上的激光器发出一细光束,转台在折射率为的液体中按照图中箭头所示方向匀速转动,使激光束在竖直平面内扫描,扫描一周(转过360°)的时间为32s.当激光束在液体和空气界面发生全反射时,观察者在液面上方无法观察到激光束.求(1)光发生全反射的临界角;(2)通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内,观察者在液面上方可观察到激光束的时间.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
如图所示,固定在转台上的激光器发出一细光束,转台在折射率为
的液体中按照图中箭头所示方向匀速转动,使激光束在竖直平面内扫描,扫描一周(转过360°)的时间为32s.当激光束在液体和空气界面发生全反射时,观察者在液面上方无法观察到激光束.求
(1)光发生全反射的临界角;
(2)通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内,观察者在液面上方可观察到激光束的时间.
试题解答
见解析
(1)设光由这种液体射向空气发生全反射的临界角为C,
根据sinC=
,有
sinC=
代入数据解得:C=45°
(2)由于光从液体射向空气发生全反射的临界角为45°,所以激光束照射到达图1中AB范围光不发生全反射,
此阶段观察者在液面上方观察者可观察到激光束.
设在激光束转动一周时间(T)内,观察者在液面上方观察到激光束的时间为t,
由图可知t=
T=
T=8.0s
答:(1)光发生全反射的临界角为45°;
(2)通过分析、计算说明在激光束转动一周时间内,观察者在液面上方可观察到激光束的时间8s.
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