专题10 液体和光学视深模型（解析版）-2025版高二物理寒假精品讲义.pdf

专题10液体和光学视深模型

1.通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但发生侧移

2.光学视深

设水深为，实际深度为。由题意作光路图如下

hh

sini

根据折射定律：n

sinr

因为和均很小则

ir

d

sinitani

h

d

sinrtanr

h

则

sinitanih

n

sinrtanrh

h

故h

n

【例1】(2024·安庆模拟)如图所示，一细束单色光由空气以入射角i＝60°斜射入平行玻璃砖，已知玻璃砖厚

度为d，玻璃砖对该单色光的折射率为n＝3，该单色光在空气中的传播速度为c。

(1)求这束单色光穿过玻璃砖所用的时间Δt；

(2)通过作图说明通过玻璃砖的出射光束与入射光束平行，并求出出射光束相对入射光束的侧移量Δx。

2d3

【答案】：(1)(2)见解析图乙，d

c3

3

sini21

【解析】：(1)由折射定律可知sinr＝＝＝

n2

3

所以折射角r＝30°

作出光路图，如图甲所示。由此可以求出该单色光在玻璃中的传播距离

dd2

Δs＝＝＝d

cosrcos30°3

cc

该单色光在玻璃砖中的传播速度v＝＝

n3

Δs2d

这束单色光穿过玻璃砖所用的时间为Δt＝＝。

vc

(2)作出该单色光通过玻璃砖的完整光路图，如图乙所示。

sini′

由于玻璃砖两表面平行，两次折射时的法线平行，则r＝r′，由折射定律n＝

sinr′

则i′＝i

因此通过玻璃砖的出射光束与入射光束平行。由图中几何关系可知Δx＝d(tani－tanr)·cosi

3

解得：Δx＝d。

3

【例2】图甲为某同学设计的测量透明液体折射率的装置图，正方体玻璃容器边长为20.00cm，薄刻度尺平

行于BC边放置在容器内底部，零刻度与棱边上的O点重合，截面图如图乙所示。容器中不加液体时，从P

点发出的激光恰好在O处形成光斑。保持入射角不变，向容器中注入10.00cm深的某种液体，激光在N点

形成光斑，点对应的刻度为。真空中光速为8，取，求：

N5.00cm3.0010m/s103.16

该液体的折射率和该液体中的光速（结果保留位有效数字）；

(1)3

容器中注满该液体后（液面水平），光斑到点的距离。

(2)