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如图所示,一个半径为r的圆木板静止在水面上,在圆木板圆心O的正下方H=r处有一点光源S,已知水的折射率n=.

(1)求沿圆木板边缘出射的折射光线的折射角.

(2)若在水面上方观察不到点光源S所发出的光,则将点光源S至少竖直向上移多大的距离?(结果可用根式表示)

解答:(1)设入射角为θ1,折射角为θ2,

则tanθ1=r①

θ1=30°②

由折射定律得:

联立①②③式得:折射角θ2=45°.④

(2)若在水面上方观察不到点光源所发出的光,则入射到圆木板边缘的光线将发生全反射,设临界角为C,点光源S离圆心的距离为h,

则sinC=

则C=45°⑥

由几何关系知:

tanC=

得:h=r⑧

则点光源S至少上移Δh=(-1)r⑨

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