题目内容

如图所示,游泳池宽度L=15m,水面离岸边的高度为0.5m,在左岸边一标杆上装有一A灯,A灯距地面高0.5m,在右岸边站立着一个人,E点为人眼的位置,人眼距地面离1.5m,若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合,已知水的折射率为1.3,则B灯在水面下多深处?(B灯在图中未画出)
分析:由题意根据光的折射可以作出光路图;再根据折射定律利用几何关系可得出各角之间关系,由角边关系可得出B灯的深度.
解答:解:如图所示,设水面为CF,A到水面点C的距离为L1,B灯与水面点C之间的距离为L2,人眼到水面上点F之间的距离为L3,点C、D之间的距离为L4,由A灯光的反射得
L4
L-L4
=
L1
L3
L4
15-L4
=
0.5+0.5
1.5+0.5

得L4=5 m.
对B灯光的折射过程,有sini=sin∠CBD=
5
52+L22

   sinr=sin∠CA′D=
5
52+12

sini
sinr
=
1
n
=
1
1.3

解得:L2=4.35m.
即B灯在水面下4.35 m深处.
答:B灯在水面下4.35 m深处.
点评:几何光学的计算题,关键是根据题目所叙述的情景,根据几何光学的物理规律画出光路图,再根据光路图利用几何的知识分析各个线段(或角)之间的关系并利用物理规律进行运算.
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