Question

如圖，在一盛滿某無色透明溶液的大玻璃缸下面，有一能發(fā)出紅光的點(diǎn)光源S，在液面上方觀察，可以看到一圓形的發(fā)光面，現(xiàn)測量出發(fā)光面的直徑D=60cm及液體的深度h=40cm，求：
（1）該紅光在溶液中的折射率n
（2）該紅光在溶液中的波速v
（3）如果把該點(diǎn)光源S換成能發(fā)射紫光的另一點(diǎn)光源S′，則圓形發(fā)光面的直徑D將變大還是變�。�

Answer 1

分析：（1）光源S射出的光在圓形的邊緣發(fā)生全反射，根據(jù)sinC=

1

n

求出折射率；
（2）由公式v=

c

n

求紅光在溶液中的速度；
（3）紫光的折射率比紅光大，則臨界角較�。�

解答：解：（1）由幾何關(guān)系知全反射臨界角的正弦值為：sinC=

3

5

得：n=

1

sinC

=

5

3

（2）波速v=

c

n

=1.8×10⁸m/s                      
（3）因?yàn)樽瞎庹凵渎瘦^大，則臨界角較小，即由紅光換為紫光后臨界角C變小，所以D也將變�。�
答：（1）該紅光在溶液中的折射率n為

5

3

；
（2）該紅光在溶液中的波速v為1.8×10⁸m/s；
（3）如果把該點(diǎn)光源S換成能發(fā)射紫光的另一點(diǎn)光源S′，則圓形發(fā)光面的直徑D將變小．

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道臨界角和折射率的關(guān)系，找出恰好發(fā)生全反射時(shí)的臨界是關(guān)鍵．