用透明物质做成内、外半径分别为a、b的空心球,其内表面上涂有能完全吸光的物质,当一束平行光射向此球时,被吸收掉的光束的横

用透明物质做成内、外半径分别为a、b的空心球,其内表面上涂有能完全吸光的物质,当一束平行光射向此球时,被吸收掉的光束的横截面积S=2πa2,如图所示.不考虑透明物质的吸收和外表面的反射,试求该透明物质的折射率n.
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小云蜜糖 幼苗

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解题思路:依题意可作出光路图如图所示,临界光线是折射后与a球面相切的光线,根据几何关系求出折射角的正弦值sinβ,由折射率公式可得n=
sinθ
sinβ
,结合被吸收掉的光束横截面积 s=πR2=2πa2,即可求解n.

依题意可作出光路图如图所示,从图中几何关系得:sinβ=
a
b

设折射率为n,则根据折射定律可得n=
sinθ
sinβ
因被吸收掉的光束横截面积 s=πR2=2πa2
而被吸收掉的光束的半径 sinθ=
R
b
联立解得:n=
2
答:该透明物质的折射率n为
2.

点评:
本题考点: 光的折射定律.

考点点评: 解决本题的关键作出临界光线,根据光路图,通过折射定律和几何关系进行求解.

1年前

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