问题 问答题

夏日晚上,小明去游泳池游泳,他站在池边发现对岸标杆上有一灯A,水下池壁上有一彩灯B,如图所示,(B灯在图中未画出)他调整自己到岸边的距离,直到发现A灯经水面反射所成的像与B灯经水面折射后所成的像重合此时人到对岸距离L=10m,A灯距水面高为0.5m,人眼E距水面高为2m,水的折射率为4/3

(1)画出小明看到A、B灯的像重合时的光路图

(2)求B灯在水面下的深度.

答案

(1)画出光路图如图所示.

(2)如图,设水面为CF,A到水面的距离为L1,B灯到水面的距离为L2,人眼到水面的距离为L3,点C、D之间的距离为L4,则由几何关系得:

L4
L-L4
=
L1
L3

代入得:

L4
10-L4
=
0.5
2

解得L4=2m

对B灯光的折射过程,sini=sin∠CBD=

2
22+
L22

sinr=sin∠CA′D=

2
22+0.52

sini
sinr
=
1
n
=
3
4

联立解得,灯在水面下的深度为L2=

4
3
2
m=1.89m

答:

(1)画出小明看到A、B灯的像重合时的光路图如图所示.

(2)B灯在水面下的深度是1.89m.

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