Question

雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这个现象时，需要分析光线射入水珠后的光路．一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R的球，球心O到入射光线的垂直距离为d．在图上画出该束光线射入水珠内经一次反射后又从水珠中射出的光路图．

Answer 1

分析：在此过程中发生了两次折射和一次反射，由于无论是折射还是反射，都发生在球面上，所以法线都要过球心，然后分别利用光的折射规律和光的反射规律做出对应的折射光线和反射光线．

解答：解：当光沿AB进入圆形水球时，发生折射，首先过球心和入射点B做出法线，确定了入射角，由于是从空气进入水中，折射角小于入射角，由此可以做出折射光线BC．
光线BC射到水球的内表面发生反射，连接OC，做出法线，根据光的反射规律再做出入射光线BC的反射光线CD．
光线CD射到水球的内表面，又发生折射，连接OD，做出法线，根据光的折射规律做出对应的折射光线DE．
答案如下图所示：

点评：光每次射到界面上，都要发生反射和折射，画图时要按题目要求去做．
注意在此题中最后的出射光线DE和最初的入射光线AB，两者平行．