Question

18．水下摄影是影视特技摄影方法之一，即在水中摄影．摄影者携带有防护罩的摄影机和潜水装备，潜入水中直接拍摄．水下摄影可真实地反映水下景象，如水生物植的生活、海底和河床的质资料、考古发现等．水下摄影在科研、军事技术、体育、教学等方面应用较广．在进行水下拍摄时，需要有水下灯光的配合使用．要在液体中进行拍摄任务，已知光在液体中的传播速度是2.122×10⁵m/s，当光线以θ₂=30°入射角，由液体射入空气时，折射角θ₁为多少？

Answer 1

分析 已知光在液体中的传播速度是2.122×10⁵m/s，根据公式$v=\frac{c}{n}$求折射率，再由折射率的定义式求折射角θ₁．

解答 解：由题，已知v=2.122×10⁸m/s，由$v=\frac{c}{n}$可得：
   $n=\frac{c}{u}=\frac{{3×{{10}^8}}}{{2.122×{{10}^8}}}=\sqrt{2}$，
已知入射角为 θ₂=30°，因为光从介质中射向空气，根据折射定律得：$n=\frac{{sin{θ_1}}}{{sin{θ_2}}}$，
则得：$sin{θ_1}=sin{θ_2}n=sin30°×\sqrt{2}=\frac{{\sqrt{2}}}{2}$，
得折射角 θ₁=45°，
答：当光线以30°入射角由该介质射入空气时折射角为45°．

点评 解决本题的关键是掌握与折射率有关的两个公式n=$\frac{c}{v}$和$n=\frac{{sin{θ_1}}}{{sin{θ_2}}}$，要注意$n=\frac{{sin{θ_1}}}{{sin{θ_2}}}$的适用条件是光从真空射入介质发生折射．