Question

一盛水容器的底部放一塊平面鏡，它與容器底部的夾角為15°，一條光線以45°的入射角從空氣射向水面，折射角為30°，進入水中的折射光線能夠射到平面鏡的表面，如圖所示．那么，這條光線經過平面鏡反射后從水中射入空氣的折射角是________．

Answer 1

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分析：要解決此題，需要掌握光的反射定律和光的折射定律的內容．知道在光的反射中，反射角等于入射角；光從水中斜射入空氣中折射角大于入射角．根據已知條件作出其入射光線和折射光線，后根據幾何關系進行分析．
解答：作出光路示意圖．光線入射到平面鏡上時的反射角，平面鏡反射時，反射角等于入射角
而光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，如圖所示：
由入射角為45°，折射角為30°，平面鏡與容器底部的夾角為15°，折射角為30°
∠AOB為折射角，所以∠AOB=30°，因為法線和界面垂直，所以∠BOC=90°-30°=60°，又因為∠AED為平面鏡和地面的夾角，所以∠AED=15°；法線和地面垂直，所以∠EAD=90°-15°=75°，因為是對頂角，所以∠OAB=75°，從而得出∠OBA=180°-30°-75°=75°；做法線FB垂直于平面鏡，所以入射角∠FBO=90°-75°=15°，FB為∠OBC的角平分線，所以∠OBC=30°，得出∠BCO=90°，即這條光線經過平面鏡反射后垂直從水中射向空氣，此時折射光線，入射光線，法線三線重合，則折射角為0°．
故答案為：0°．
點評：此題主要考查了光的反射和光的折射定律的內容，同時考查了反射角、入射角、折射角的概念．要解決此題，要根據已知條件和所學的知識作出有關的光路圖．