第2讲光的折射、色散 暑假预习讲义（含答案）浙教版科学七升八

折射、色散
暑假预习课 浙教版科学七升八
一．光的折射
1.光的折射 ：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化。光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，
注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。
2.光的折射规律：
（1）三线共面 （折射光线与入射光线、法线在同一平面上）
（2）两线分居 （折射光线和入射光线分居法线两侧）
（3）两角关系分三种情况：（观察角度与光疏光密介质）
①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；
②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；
③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
3.光的折射现象：叉鱼的角度，彩虹，杯子里的筷子“折断”、海市蜃楼等
用水流模拟光纤原理
光纤通信的实现基于光的全反射原理。当光线从较高折射率的介质（光密质，纤芯）进入到较低折射率的介质（光疏质，包层）时，如果入射角大于某一临界角θc（光线远离法线）时，折射光线将会消失，所有的入射光线将被反射而不进入低折射率的介质。光信号就是在光纤内经过一次次的折射传输到终点的，光信号在一次次折射后会分散或者衰减，就需要把光信号每50公里放大一次。
海市蜃楼
当光线在延直线方向密度不同的气层中传播时，由于不同气层的折射率不同，光线会发生折射现象。在特定的气象条件下，如气温的反常分布，使得近地面的空气层密度较大，而上层空气密度较小，形成下热上冷的空气层。当远处物体的光线经过这样的空气层时，会被不断折射并可能发生全反射，从而形成海市蜃楼的虚像。
光的色散
1、1666年，牛顿分解了太阳光。
2、让一束太阳光，射到三棱镜上，从棱镜另一侧的白纸屏上可以看到一条彩色的光带，这种现象叫作光的色散。
3、三棱镜把太阳光分解成不同的颜色，按照一定的顺序排列，分别为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，形成了太阳的可见光谱。
其中红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。
4、一种色光组成的为单色光，由多种色光组成的为复色光。太阳光为白光，是由多种色光混合而成的复色光。
5、光的三原色为红、绿、蓝三种色光。彩色电视机利用光的三原色混合产生各种颜色的光。
6. 彩虹形成的原因。
阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次，总共经过一次反射两次折射。
因为水对光有色散的作用，不同的色光的偏折程度有所不同，红光的偏折程度比蓝光小，所以蓝光的偏向角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其他颜色在下。
四．物体的颜色
不透明物体颜色：不透明物体的颜色由反射的色光决定
植物的树叶看上去大部分是绿色的，是因为叶中含有的叶绿素对绿光的反射能力强，而其他色光被叶吸收了，素以我们看到的植物大多呈绿色。
黑色物体→所有色光都被吸收，没有光被反射，所以看起来是黑色的。
白色物体→所有色光都没有被吸收，而是全部都被反射了，所以看起来是白色的。
透明物体颜色：透明物体的颜色颜色取决于透过的色光。
蓝色玻璃→当白光经过的时候只透过蓝色光，其他色光被吸收，因此呈现蓝色。
红色玻璃→当白光经过时只透过红色光，其他色光被吸收。
看不见的光
波长大于可见光谱的为红外线，小于可见光谱的为红外线。
红外线具有热效应。温度越高，辐射的红外线越强。利用：红外线探测器、红外线照相机、红外线夜视仪、响尾蛇利用红外线捕食（仿生学：红外制导导弹）
紫外线能使荧光物质发光；能杀死微生物，可以杀菌消毒；过度照射可以引发皮肤癌。臭氧层吸收了大部分紫外线，使生物免受大量紫外线照射。
【课堂巩固】
1．下列现象中由光的折射形成的是 (　　)
A．树荫下的光斑 B．镜中的像 C．“折断”的铅笔 D．日食
2．能正确表示光从空气斜射入水中的光路图是（　　）
A． B．C． D．
3．如图所示，小明同学用一只新买的激光笔照射水面，在竖直的白墙上出现红点B，现欲使B点下移到 下列方法可行的是(　　)
A．保持入射光线方向不变，水面上升
B．保持入射光线方向不变，水面下降
C．保持水面不变，入射光线MO绕点O沿顺时针方向转动
D．保持水面不变，将入射光线MO向左平移适当距离
4．下列关于光现象的说法正确的是（　　）
A．浙江余姚通济桥在水中的倒影是光的折射现象
B．影子的形成说明了光在均匀介质中沿直线传播
C．红外线最显著的性质是能使荧光物质发光
D．镜面反射遵循光的反射定律，漫反射不遵循光的反射定律
5．如图所示是一束光由空气进入某透明物质时，在界面上发生的反射和折射的光路，则下列判断正确的是(　　)
AO可能是入射光线
OB 可能是折射光线
OC 必定是反射光线
BO必定是入射光线
6．如图所示，当光从水中斜射入空气中时，在分界面同时发生反射和折射，反射角　 　入射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)，折射角　 　入射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)，当入射角增大到一定程度时，折射角会先到达90°，入射角继续增大时，便没有了　 　(选填“反射光线”或“折射光线”)，光纤通信就是利用了此原理来减少光在传播过程中的能量损失。
7．如图所示，让一束太阳光通过挡光板的夹缝照射到三棱镜的一个侧面上，用光屏接收从三棱镜的另一侧射出的光线。
（1）用温度计测试不同区域内光的热效应时，我们发现　 　（填“A区外侧”“AB之间”或“B区外侧”）温度计读数变化最明显；
（2）我们平时观察到树叶是绿色的，是因为树叶　 　。
【课后练习】
1．如图，下列为光线在空气与玻璃的界面处发生反射和折射的光路图，其中正确的(　　)
A．B．C．D．
2．把一根竹筷插入水中，所见到的现象是图中的 (　　)
A．B．C． D．
3．若把正在收看的电视机放在真空罩内，我们会发现(　　)
A．图像和声音一样正常 B．图像和声音同时消失
C．可以看见图像但听不见声音 D．可以听见声音但看不见图像
4．如图所示，一口井装满水，在井底正中央趴着一只青蛙；若青蛙的眼睛用P点表示，青蛙此时观察井外事物范围的光路图如图所示，其中正确的是（　　）
A． B．C． D．
5．下列关于光现象的描述中，错误的是(　　)
A．“潭清疑水浅”是由于光的折射产生的一种现象
B．三月桃花盛开，游人能观赏到桃花，是光在桃花表面发生漫反射
C．雨过天晴后，天空中出现彩虹是光的色散现象
D．湖面波光粼粼是光的直线传播形成的
6．如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L=H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（　　）
A．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度
B．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度
C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度
D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度
7．太阳光穿过地球大气层时会发生折射，如果没有这层大气，会出现（　　）
A．日出会提前，日落会延迟 B．日出和日落都会提前
C．日出会延迟，日落会提前 D．日出和日落都会延迟
8．《康熙几暇格物编》中记载： “置钱碗底，远视若无，及盛满水时，在钱随水光而显现矣。”如图所示，把铜线放在碗底B处后加适量水，从A 处恰好看到铜钱的像在E处，用激光笔从A点向　 　处(用图中字母表示)照射，可照亮铜钱。加满水，从A处看到像的位置将　 　(选填“变高”“变低”或“不变”)，
9．小怡同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点A和B。若保持入射点O不变，欲使A点下移至A'，应使入射光线MO绕着点O沿　 　(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动；若保持入射光线不变，欲使B点下移至B'，应使水面　 　(选填“上升”或“下降”)，在水面变化过程中，折射角　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
10．如图所示，一束激光射到空水槽底部点，形成一个光斑．向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到点的　 　(选填“左”或“右”侧．继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，折射角　 　(选填“增大”“减小”或“不变”．
11．科学来源于生活，生活处处都是科学知识。
（1）我们能从不同方向看到本身不发光的物体，是由于光射到物体上时，发生了　 　的缘故。
（2）小科利用量角器和三角板制作一个影子时钟(日晷仪)。如图所示，这是利用了光的　 　原理。
（3）同学们漫步在风光旖旎的雾江平湖畔，同时看到了水中的矫健雄鹰和欢快鱼群，看到水中的雄鹰是由于光的　 　形成的，水中的鱼群是由于光的　 　形成的。
（4）射水鱼又称高射炮鱼，它有非常独特的捕食本领，当搜索到停歇在水面附近树枝、草叶上的猎物后，会选择合适的角度，瞄准目标，从口中喷射出一股1m 多高的水柱，将小虫击落水中吃掉。根据你学过的光学知识，它在水下向小虫喷水时，喷射方向应该____。
A．对准看到的小虫 B．对准看到小虫的下方
C．对准看到的小虫上方 D．太神秘了，无法判断
12．小江在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示。他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中：
入射角i 0° 15° 30° 45° 60° 75° 90°
折射角r ★ 9.8° 19.7° 28.3° 35.3° 40.6° 41.8°
（1）表格中“★”处的数据是　 　；
（2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是　 　；
（3）调整玻璃砖与激光笔的位置，使光线由玻璃进入空气；当入射角为30°时，根据光路可逆的特点，分析可知此时折射角γ的大小大致在______；
A．30°与45°之间 B．45°与60°之间 C．60°与75°之间
（4）小江实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，他查阅资料得知这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时，光线只发生反射，不发生折射。现有一个三棱镜由上述玻璃制成，一束光垂直于三棱镜的一个面射入，如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图，其中正确的是　 　。
13．如图所示，某同学在S处，他的眼睛能通过水面同时看到P处的小鸟和Q处的鱼，请在图中按题意画出光路图解释上述现象。
参考答案
【课堂巩固】
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】A
4．【答案】B
5．【答案】B
6．【答案】等于；大于；折射光线
7．【答案】（1）A区外侧
（2）只反射绿色的光，吸收了其他颜色的光
【课后练习】
1．【答案】A
2．【答案】D
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】D
6．【答案】A
7．【答案】C
8．【答案】E；变高
9．【答案】顺时针；上升；不变
10．【答案】左；不变
11．【答案】（1）漫反射（2）直线传播（3）反射；折射（4）B
12．【答案】（1）0°（2）当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角（3）B（4）C
13．【答案】