Question

一盛水容器的底部放一块平面镜，它与容器底部的夹角为15°，一条光线以45°的入射角从空气射向水面，折射角为30°，进入水中的折射光线能够射到平面镜的表面，如图所示．那么，这条光线经过平面镜反射后从水中射入空气的折射角是________．

Answer 1

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分析：要解决此题，需要掌握光的反射定律和光的折射定律的内容．知道在光的反射中，反射角等于入射角；光从水中斜射入空气中折射角大于入射角．根据已知条件作出其入射光线和折射光线，后根据几何关系进行分析．
解答：作出光路示意图．光线入射到平面镜上时的反射角，平面镜反射时，反射角等于入射角
而光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，如图所示：
由入射角为45°，折射角为30°，平面镜与容器底部的夹角为15°，折射角为30°
∠AOB为折射角，所以∠AOB=30°，因为法线和界面垂直，所以∠BOC=90°-30°=60°，又因为∠AED为平面镜和地面的夹角，所以∠AED=15°；法线和地面垂直，所以∠EAD=90°-15°=75°，因为是对顶角，所以∠OAB=75°，从而得出∠OBA=180°-30°-75°=75°；做法线FB垂直于平面镜，所以入射角∠FBO=90°-75°=15°，FB为∠OBC的角平分线，所以∠OBC=30°，得出∠BCO=90°，即这条光线经过平面镜反射后垂直从水中射向空气，此时折射光线，入射光线，法线三线重合，则折射角为0°．
故答案为：0°．
点评：此题主要考查了光的反射和光的折射定律的内容，同时考查了反射角、入射角、折射角的概念．要解决此题，要根据已知条件和所学的知识作出有关的光路图．