提升一 光的折射 全反射
例1 如图所示,一救生艇停在平静的水面上,艇前部上端有一标记 ,在其正前方 处有一浮标,测得 、 连线与竖直方向的夹角为53°。潜水员下潜至水下 点时,看到 刚好被浮标挡住,且恰好看到艇尾端后方水面上的景物,已知水的折射率 ,真空中的光速 , 点到艇尾部的水平距离 ,忽略救生艇的吃水深度。
(1)求光在水中的传播速度的大小 ;
(2)求 点到水面的竖直距离 ;
(3)若潜水员从 点竖直上升至 时(图中未标出),水面上方所有的景物都出现在顶角为 的圆锥里,求 点到水面的竖直距离 。
答案:(1) (2) (3)
解析:(1)
(2)根据题意作出光路图,如下图所示
由图可得
(3)由图可知,根据折射定律
所以
又因为 ,
由此可得 点到水面的竖直距离