Question

“赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞？”詩歌詠嘆的是橫跨天際的彩虹．彩虹是由陽光照射到彌漫于空中的水珠上時出現(xiàn)的絢麗景象．一束細光線射入一個可視為半徑為R的球的水珠，球心O到入射光線的垂直距離為d．水的折射率為n．
①在圖上畫出該束光線射入水珠內(nèi)經(jīng)一次反射后又從水珠中射出的光路圖．
②求這束光線從空氣射入水珠時的入射角和折射角．

Answer 1

分析：①根據(jù)光的折射以及全反射原理可正確畫出光路圖．
②正確畫出光路圖，根據(jù)幾何關(guān)系以及折射定律可求解．

解答：解：①光路圖如圖a所示：

②結(jié)合圖b，有：sini=

d

R

；
∴入射角：i=arcsin

d

R

   
由折射定律：

sini

sinr

=n   
∴折射角  r=arcsin

d

nR

  
答：①如圖所示；
②這束光線從空氣射入水珠時的入射角為arcsin

d

R

，折射角為arcsin

d

nR

．

點評：解決這類光學問題的關(guān)鍵是正確畫出光路圖，然后根據(jù)幾何關(guān)系以及折射定律求解．