Question

空中有一只小鳥，距水面3m，在其正下方距水面4m深處的水中有一條魚．已知水的折射率為4/3，則鳥看水中的魚離它多遠

6m

，魚看天上的鳥離它多遠

8m

．

Answer 1

分析：作出鳥看魚的光路圖．鳥在豎直向下方看魚時，視角很小，入射角很小，折射角也很小，兩個的正切和正弦近似相等．根據(jù)幾何知識確定鳥距離水面的高度與鳥看水中的魚的深度的關(guān)系求解鳥看水中的魚離它多遠．同理解出魚看天上的鳥離它的距離．

解答：解：作出鳥看魚的光路圖，如圖所示，由于是在豎直方向上看，所以入射角很小，即圖中的i和r均很小，
故有tan i=sin i，tan r=sin r．由圖可得：
h₁tan r=h′tan i，
h′=h₁

tanr

tani

=h₁

sinr

sini

=

h1

n

=4×

3

4

m=3m
則鳥看水中的魚離它：h₁=3m+3m=6m．
同理可得魚看鳥時：h″=nh₂=3×

4

3

m=4m
     則H₂=4m+4m=8m．
故本題答案是：6m，8m

點評：本題關(guān)鍵是合理利用近似．當入射角和折射角很小時，根據(jù)數(shù)學(xué)知識，正切和正弦近似相等，在幾何光學(xué)中常常用到．