（选修3-4选做题）雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是阳光照射到空气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

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（选修3-4选做题）
雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是阳光照射到空气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，水的折射率为n。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，并求这束光线从射向水珠到射出水珠一次偏转的角度（用反三角函数表示）。

答案

解：光线经二次折射和一次反射角度之间关系如图所示：

由几何关系得sini＝d/R
第一次折射应用折射定律得：sini＝nsinr
解得sinr＝d/nR
从图中可以看出，第一次折射光线偏转

第二次折射光线偏转

反射偏转

所以从光线射入到射出共偏转角度为

＝

举一反三

（选修3-4选做题）
如图所示，为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R=12cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑。已知该介质对红光和紫光的折射率分别为

，

。
（1）判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；
（2）求两个亮斑间的距离。

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（选修3-4选做题）
如图所示，真空中有一顶角为75°，折射率为n =

的三棱镜。欲使光线从棱镜的侧面AB进入，再直接从侧面AC射出，求入射角θ的取值范围为___________。

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如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为四个图中的

[ ]
A.

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（选修3-4选做题）
如图所示，游泳池宽度L=15 m，水面离岸边的高度为0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5 m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距离地面1.5 m，若此人发现A灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？（B灯在图中未画出）

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（选修3-4选做题）
如图所示，真空中有一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿直线AB传播，于玻璃球表面的B点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中（光线所在平面过玻璃球的球心），已知∠BOD=120°，玻璃球对该激光的折射率为

，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）激光束在B点的入射角；
（2）此激光束在玻璃球中穿越的时间；
（3）激光束从玻璃球射向空气时发生全反射的临界角。

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