(共21张PPT)
第4节 光的折射
1.光从空气斜射入水中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做 。
光的折射
2.实验表明,光发生折射时,折射光线、入射光线、法线在 ,折射光线和入射光线分别位于 两侧,当光从空气斜射向水或玻璃表面时,折射光线向法线 ,折射角 入射角,入射角增大时,折射角也 ;光垂直射到水或玻璃表面时,在水和玻璃中传播方向 。
同一平面内
法线
偏折
小于
增大
不变
3.一束光线从空气射入某种透明液体时,已知入射光线与液体表面的夹角是60°,反射光线与折射光线的夹角是130°,反射角是 ,折射角是 。
解析:入射光线与液体表面的夹角是60°,可知入射角为30°,所以反射角为30°。画出折射光路图如图所示,折射光线与液面夹角为130°-60°=70°,折射角为90°-70°=20°。
30°
20°
4.如图,研究光的折射规律,激光笔射出的光从空气中斜射入半圆形玻璃砖。图中的折射角是 度,当入射角增大时,折射角将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。在光屏上看到折射光线亮度 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射光线亮度。
解析:
由题图可知,折射角为30°;入射角增大时,折射角将随着增大;光线在界面发生折射的同时有反射发生,一部分光线反射回空气中,只有部分光线折射进入玻璃砖中,所以折射光线亮度减弱。
30
增大
小于
5.如图甲所示,碗里放一枚硬币,小明慢慢后退,直至眼睛恰好看不到硬币,此时看不到硬币是因为 ;沿碗壁缓缓向碗中加水,如图乙所示,小明在同一位置又能看到硬币,这是因为光从 斜射入 中时发生了 现象。
甲 乙
解析:
由于光沿直线传播,所以小明慢慢后退到一定位置,看不到碗里的硬币;沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在同一位置又能看到硬币,这是因为光从水中斜射入空气中时发生了折射现象,使硬币的“位置”升高了。
光沿直线传播
水中
空气
折射
6.下列关于光的折射现象的说法中正确的是( )
A.光从一种介质射入另一种介质时,光的传播方向一定改变
B.发生折射时,折射角一定小于入射角
C.当光从空气射入水中时,其传播速度不发生变化
D.当入射光线靠近法线时,反射光线、折射光线都靠近法线
解析:
光从一种介质垂直射入另一种介质时,光的传播方向不变,故A错误;
若光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,故B错误;
光在不同介质中,传播速度一般不同,故C错误;
当入射光线靠近法线时,入射角减小,反射角、折射角也随着减小,即反射光线、折射光线都靠近法线,故D正确。
D
7.潜水员在水中看见岸上的“景物”,下列说法正确的是( )
A.看到的是景物的虚像,像在景物的上方
B.看到的是景物的实像,像在景物的下方
C.看到的是景物的实像,像在景物的上方
D.看到的是景物的虚像,像在景物的下方
解析:
由于光的折射,在水中看岸上的物体,看到的是物体位置升高的虚像,故选A。
A
8.如图所示,光在玻璃和空气的界面同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为60°,界面右侧是空气
B.折射角为30°,界面右侧是玻璃
C.入射角为30°,界面右侧是空气
D.折射角为60°,界面左侧是玻璃
解析:
因为入射光线和反射光线在同一平面内,并且反射角等于入射角,从题图中可以看出,MN左侧的两条光线OC、OA与OP的夹角相等,因此MN为界面,QP为法线。入射光线和折射光线分居法线的两侧,故CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线。由于∠COM=30°,所以入射角∠COP=90°-30°=60°,而折射角∠QOB=30°,从而可知折射角小于入射角,所以光是从空气斜射入玻璃中,玻璃在右侧,故B正确,A、C、D错误。
B
9.(2021·南阳二模)如图是一束光从空气垂直射入玻璃砖内,请画出这束光从玻璃砖射出后折射光线的大致位置。
解析:
光从空气垂直射入玻璃时,传播方向不变;光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,过入射点画出法线,根据折射规律,画出折射光线。
10.(21-22·洛阳期末)如图所示,装有水的杯子底部A处有一枚硬币,眼睛在B处看到硬币的像在A′处,请在图中画出人眼看到硬币的光路图。
解析:当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为硬币在折射光线的反向延长线上的A′处,人看到的是硬币的虚像。由题可知,像在A′处,眼睛在B处;先连接B、A′两点,与水面交于O点,则O为入射点;连接AO,标上箭头为入射光线,则OB为折射光线,并标上箭头。
11.(20-21·开封鼓楼区期末)如图所示,S'是人眼在P处透过水面看见的河底一颗白色鹅卵石的虚像,这虚像是由光的 形成的,鹅卵石真实位置在S'的 方。若在P处用激光笔对准虚像S'照射,则激光笔发出的光 (选填“能”或“不能”)照射到河底的这颗鹅卵石上。
解析:
根据光的折射规律可知,成的像是鹅卵石升高的虚像,鹅卵石的实际位置在S′点的下方;在P处用激光笔对准虚像S'照射,由于光在折射时,光路是可逆的,所以激光笔发出的光能照射到河底的这颗鹅卵石上。
折射
下
能
12.中华文化,源远流长。下列词语中涉及的物理现象解释正确的是( )
A.潭清疑水浅——光的折射
B.一叶障目,不见泰山——光的反射
C.“楼台倒影入池塘”,水中倒影是光的折射形成的
D.“绿树阴浓夏日长”,树阴是光的直线传播形成的
解析:
由于光的折射,从空气中看水中的物体,看到的位置偏高,潭水清澈使人感觉池水很浅,故A正确;
一叶障目,不见泰山,是光的直线传播形成的,故B错误;
水中倒影是光的反射形成的,故C错误;
树阴是光的直线传播形成的,故D正确。
AD
13.如图,在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是( )
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
解析:
水中的云是光的反射形成的虚像;我们看到的水中的鱼是光的折射形成的虚像,故选C。
C
14.如图所示,将刻度尺斜插入水中,从水面上方看去,水中尺子的刻度线的情况是( )
A.变得疏了 B.变得密了
C.一部分变疏一部分变密 D.疏密没有变化
解析:
当光线从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,使水中刻度尺看起来向上弯曲好像变短了,所以刻度线变得密了,故选B。
B
15.(21-22·驻马店二中期末)有一圆柱形敞口容器装有一定量的水,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,则下列操作能使光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向左平移
B.保持激光射入角度不变,往容器中加水
C.保持激光射入角度不变,将容器中的水抽出一部分
D.保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大
解析:保持水面高度不变,使激光笔向左平移,则入射光线和折射光线都向左平移,所以光斑左移,故A正确。保持激光射入角度不变,往容器中加水,使水面上升,由图可知,入射点向左移动,则光斑向左移动;同理可知,将容器中的水抽出一部分,水面下降,入射点向右移动,光斑会右移,故B正确,C错误。保持水面高度和入射点不变,使激光束远离法线时,入射角增大,则折射角变大,光斑会向右移动,故D错误。
AB
16.如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面上的A点,经水面折射和平面镜一次反射后射向水面上的B点,请作出该过程的光路图。
解析:光经A点折射入水中后继续向平面镜方向传播,再经平面镜反射后过B点,根据平面镜的成像特点,先作出A点在平面镜中的像点A′,然后连接A′B,与镜面交于一点O,O就是光线在平面镜上的入射点,OB即光经平面镜反射后的反射光线;再连接AO,AO即光经A点发生折射时的折射光线;最后根据光的传播方向标上箭头。
17.某同学在做探究光的折射规律实验,如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验得到如下数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。
0° 15° 30° 45° 60°
0° 15° 30° 45° 60°
0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
解析:(1)①由光的反射和折射规律可知,光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象。
反射
折射
折射角随入射角的增大而增大
17.某同学在做探究光的折射规律实验,如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验得到如下数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是____________________
__________,且折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
0° 15° 30° 45° 60°
0° 15° 30° 45° 60°
0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
小于
17.某同学在做探究光的折射规律实验,如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验得到如下数据:
(2)当光从空气垂直射入其他介质中时,折射角 入射角。
0° 15° 30° 45° 60°
0° 15° 30° 45° 60°
0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
解析:(2)当光从空气垂直射入其他介质中时,折射角为0°,入射角为0°。
等于
17.某同学在做探究光的折射规律实验,如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验得到如下数据:
(3)该实验还存在的不足之处是 。
0° 15° 30° 45° 60°
0° 15° 30° 45° 60°
0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
解析:(3)只有一组介质的实验数据,结论不具有普遍性,应换用其他介质做此实验,得到普遍规律。
没有换用其他介质做此实验