Question

水的折射率為n，距水面深h處有一個點光源，岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形區域的直徑為（　　）

• A、2htan（arcsin

  1

  n

  ）
• B、2 h tan（arcsinn）
• C、2 h tan（arccos

  1

  n

  ）
• D、2 h cot（arccosn）

Answer 1

分析：水下點光源是向四面八方照射，當從水中射向空氣時，若入射角大于或等于臨界角，就會發生光的全反射．所以有區域的光不會射出．

解答：解：水下點光源射向空氣時，當照射越遠時入射角越大，照射越近則入射角越小．
由水的折射率n可求出水的臨界角sinC=

1

n

 則C=arcsin

1

n

 
當入射角i等于C時，恰好發生全反射．
設上的人看到水面被該光源照亮的圓形區域的直徑為D
則sini=

D 2

h2+( D 2 )2

，
因為 i=r，所以 sini=sinC
 因此由

D 2

h2+( D 2 )2

=

1

n

 得D=

4h2 n2-1

或者也可以這樣算：
恰好發生光的全反射時，則有

D 2

h

=tani
所以D=2htani=2htan（arcsin

1

n

）
故選：A

點評：運用恰好發生全反射來確定光斑區域的大小，同時運用三角函數關系．