Question

2013盐城中考物理最后一题，求解释

彩虹

彩虹是大气中一种光学现象，当阳光照射到半空中的水珠时，光线被折射和反射，在天空形成弧形彩带。 研究光线经过水珠的传播规律，可揭示彩虹形成的原因。如图甲所示，光线从点C进入半径为R的水珠，经点D反射，再从点E射出。AB是通过水珠球心O且与入射太阳光平行的直线，用x表示进入水珠的光线距AB的距离，a表示射出光线与AB的夹角，画出过入射点和球心O的直线（即该入射点的法线），进一步研究可以得出a与x的关系如图乙所示，入射的太阳光分布是均匀的，但射出的光线分布是不均匀的，在a最大时强度最大，能被地面上的人观察到。 牛顿发现，太阳光通过三棱镜后被分解成七种单色光，当太阳光进入水珠时，也会产生类似效果。从同一点进入水珠的不同色光在水珠中沿不同路径传播，致使不同色光的a的最大值略有不同。 由于不同色光的a最大值略有不同，对某一水珠来讲只能有一种颜色的光被地面上的人看到，进入人眼的不同颜色的光来自内外没同弧线的水珠。所以人眼看到的彩虹由外圈至内圈呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色。

1. 在图甲中，如是连接OD，则∠CDO ______（>/=/<）∠ODE 2. 根据图乙可知，x从0增加到R的过程中，a的变化情况是_______ A.增大 B.先增大后减小 C.减小 D.先减小后增大 3. 如图甲所示，光线从空气进入水珠的折射角随x增大而________ 4. 图乙给出的是红光的a-x图像，其a最大值是42°，则紫光的a 最大值______ （大于/等于/小于）42°。 5. 图丙中画出了红光通过小水珠时a最大值的光路，请在图丁中画出红光通过大水珠（虚线圆）时a最大值的光路。（图丁中已画出小水珠的光路）

第四题为什么是“小于”？
第五题图为什么是这么画？





Answer 1

（1）等于，∵O是小水珠的球心∴OD为法线，则∠CDO=∠ODE
（2）由图可知，x从O增加到R的过程，α的变化情况是先增大后减小
（3）由光的折射定律可知，光线从空气进入水珠的折射角随x增大而增大
（4）小于；由于不同色光的α最大值略有不同，对某一水珠只能有一种颜色的光被地面上的人看到，进入人眼的不同颜色的光来自内外不同弧线的水珠∴人眼看到的彩虹有外圈到内圈是红橙黄绿蓝锭紫，∴当红色的α-x图像可知，其α最大值是42°，则紫光α的最大值小于42°
（5）通过红光的α最大