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1、第15點 視深問題的分析方法
視深是人眼看透明物質(zhì)內(nèi)部某物點時像點離界面的距離.在中學階段,一般都是沿著界面的法線方向去觀察.在計算時,由于入射角很小,折射角也很小,故有:sin i/sin r≈tan i/tan r≈i/r,這是在視深問題中經(jīng)常用到的關(guān)系式.
如圖1所示,一物點S位于折射率為n的介質(zhì)中H深處,由于一般瞳孔線度為2 mm~3 mm,因此i和r角都很小,則sin i≈tan i=,sin r≈tan r=,由折射定律知n==,所以視深h=.
圖1
如果從折射率為n的介質(zhì)中,觀察正上方距液面高為H的物體,同理可得h=nH(h為視高).
利用視深、視高公式,不僅
2、可以簡捷地測定介質(zhì)折射率,也可以方便地分析和解決與視深、視高有關(guān)的問題.
對點例題 有一水池實際深度為3 m,當垂直水面向下看時,水的視深為多少?已知水的折射率為4/3.
解題指導 設(shè)水池的實際深度為H,水的視深為h,從正上方沿豎直向下的方向觀察池底S時,由于光的折射現(xiàn)象,其視深位置在S′處,觀察光路如圖所示.
由幾何關(guān)系和折射定律可知:
sin i=nsin r.
O1O2=htan i=Htan r.
考慮到從正上方觀察時,角度i和r均很小,所以有sin i≈tan i、sin r≈tan r,因此h== m= m=2.25 m.
答案 2.25 m
方法點評 題中
3、求解的是豎直向下觀察水池時的視深,但在豎直方向上只能畫出一條折射光線,要確定池底的視深位置,需要再畫出能夠進入眼睛且與豎直折射光線有少許夾角的折射光線.所以,題中i和r都很小,在此條件下,sin i≈tan i,sin r≈tan r.最后得出垂直水面向下看時,視深h和水的實際深度H的關(guān)系:h=H/n.該關(guān)系式在做選擇題或填空題時,可以直接應(yīng)用.
1.在水底同一深度處并排放置著紅、黃、綠、藍、紫五色球,人在水面正上方豎直俯視,感覺最淺的球是( )
A.紫色球 B.紅色球
C.黃色球 D.一樣深淺
答案 A
解析 由于紫光的頻率最大,因此在水中其折射率最大,由視深公式h=可知,紫球的視深最淺.
2.把長方體玻璃磚放在報紙上(如圖2所示),從正上方觀察報紙上紅色和綠色的字,下面說法正確的是( )
圖2
A.看到紅色和綠色的字一樣高
B.看到綠色的比紅色的字高
C.看到紅色的比綠色的字高
D.看到紅色和綠色的字都比報紙高
答案 BD
解析 因為n紅