如圖所示,一個圓形水桶高h=16cm,底面直徑d=12cm,不裝水時,眼睛從桶外P點向桶內(nèi)觀察能夠看到桶壁的A點,A點深度h1=9cm;保持眼睛的位置不變,當桶內(nèi)裝滿水時,剛好能看到桶底的B點,求水的折射率.
分析:不裝水時能看到A點,說明從A點發(fā)出的光能射到P點,而A點以下各點發(fā)出的光就不能達到P點了.因此AP連線恰好過筒口.當筒內(nèi)注滿水時,能看到B點,說明從B發(fā)出的光經(jīng)水面折射也恰能過P點,畫出光路圖,運用幾何關系求出入射角與折射角的正弦,即可由折射定律求解折射率.
解答:解:如圖所示,不裝水時能看到A點,說明從A點發(fā)出的光能射到P點,而A點以下各點發(fā)出的光就不能達到P點了.因此AP連線恰好過筒口.
當筒內(nèi)注滿水時,能看到B點,說明從B發(fā)出的光經(jīng)水面折射也恰能過P點,由圖和幾何關系得:
  sinθ1=
d
d2+
h
2
1
=
12
122+92
=
12
15

  sinθ2=
d
d2+h2
=
12
122+162
=
12
20

由折射定律n=
sinθ1
sinθ2
得到水的折射率:n=
12
15
12
20
=
4
3
≈1.33
答:水的折射率為1.33.
點評:該題考查了折射定律的應用,注意當光從介質(zhì)中射向空氣時,求折射率是折射角的正弦值與入射角的正弦值的比值.解答此類問題的關鍵是正確的畫出光路圖.作光路圖時,要注意光線的方向不能搞反了.
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