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+ L 22
sinr=sin∠CA′D=2 22+0.52
又
=sini sinr
=1 n 3 4
联立解得,灯在水面下的深度为L2=4 3
m=1.89m2
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.