Question

某校新建成一个喷游水池，在池底的中央安装了一只射灯．池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示．现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，请作图并说明P点，Q点所在的位置．

Answer

（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，从一种介质进入另一介质时，光的传播方向发生改变，产生折射现象；
（2）水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；
（3）水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角．
【解析】
（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示：

（2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下图所示：