在46.5°N的某地欲盖一朝南的玻璃温室，为了减小反射损失，要使冬至日正午时太阳直接光线垂直于玻璃面。试问玻璃面与地平面的夹角应是多少

考查要点：本题主要考查太阳高度角的计算及建筑朝向与太阳光线关系的应用。
解题核心：确定冬至日正午太阳高度角，并根据光线垂直照射的条件，推导玻璃面的倾斜角度。
关键思路：

1. 太阳高度角公式：冬至日太阳赤纬为$-23.5^\circ$，结合纬度计算太阳高度角；
2. 几何关系：玻璃面需与太阳光线垂直，倾斜角等于$90^\circ - \text{太阳高度角}$。

步骤1：计算冬至日正午太阳高度角

太阳高度角公式为：
$H = 90^\circ - |\varphi - \delta|$
其中：

• $\varphi = 46.5^\circ$（北纬），
• $\delta = -23.5^\circ$（冬至日太阳赤纬）。

代入公式：
$H = 90^\circ - |46.5^\circ - (-23.5^\circ)| = 90^\circ - 70^\circ = 20^\circ$

步骤2：确定玻璃面倾斜角

为使太阳光线垂直照射玻璃面，玻璃面需与光线方向一致。此时倾斜角$\theta$满足：
$\theta = 90^\circ - H = 90^\circ - 20^\circ = 70^\circ$