Question

可以發出各種顏色光的細線光源ab，長度為L₀，豎直放置，下端a恰好在水面處，如圖所示．一個潛水運動員在水下法線（圖中的虛線）附近的C點觀察光源ab發出的靠近水面法線的細光束經水面折射后所成的像，若以L₁表示當光源ab發紅光時，潛水運動員觀察到的紅光所成的像的長度；若以L₂表示當光源ab發綠光時，潛水運動員觀察到的綠光所成的像的長度．則下列關系正確的是（　　）

A．L₁＞L₂＞L₀

B．L₁＜L₂＜L₀

C．L₂＞L₁＞L₀

D．L₂＜L₁＜L₀

Answer 1

分析：①畫出折射光路即可．一條是特殊光線，沿法線射出，另外兩條是紅光和綠光在水中的折射光路；
②比較不同色光下像的長度，只需要找出b點對應于不同色光所成的像的位置即可．

解答：解：選取細線光源ab下端b點發出的靠近ab的一條光線，因為綠光的折射率比紅光的折射率大，在水面處折射后，綠光的偏折程度比紅光大，做出綠光和紅光兩條折射光線的反向延長線分別交于ab上的兩點，即為綠光和紅光所成的像點，兩像點均在b點的上方，且綠光所成的像點b″在上．則L₂＞L₁＞L₀，如下圖所示：

故選C．

點評：本題綜合考查折射成像和光的色散知識，要求會運用折射定律，分析得出發光點在近軸光線條件下經平面界面折射后成像的位置與折射率的關系，又要求知道同一介質對不同頻率的色光折射率不同的知識．分析過程中形成正確的光路圖是解決問題的關鍵所在，這也是解決其他幾何光學問題的一般思路．