Question

【題目】如圖所示，一個盛有折射率n＝的液體的槽，槽的中部扣著一個屋脊形透明罩ADB，頂角（∠ADB）為30，罩內為空氣，整個罩子浸沒在液體中。槽底AB的中點C處有一點光源，液槽有足夠的寬度，罩壁極薄。求：

①光線在哪個界面能發生全反射？

②在紙面內從點光源發出的光與CD的夾角在什么范圍時，光線可從液面上方射出。

Answer 1

【答案】（1）光線在上方液體與空氣交界處會發生全發射；（2）

【解析】（1）光線在空氣罩與液體交界面處，光線從光疏介質射向光密介質，不會發生全反射。光線在上方液體與空氣交界面處從光密介質射向光疏介質，當入射角大于等于臨界角時會發生全反射。

（2）如圖所示，有一條光線從C點射向DB時，在M點折射后進入液體中，射向空氣時在N點發生全反射。

在N點，入射角為C，有

可知

由題意知 ,故 ;

由折射定律 ，所以

則

故從點光源發出的光與CD的夾角在0°～30°范圍內時光線可從液面上方射出。