【活动一】了解光的折射,认识折射角。
光从一种介质入射到另一种介质的界面时,同时发生反射和折射。我们已经知道反射光线跟入射光线是轴对称的,那么折射光线的情况会怎样呢?
1.
(1)一束光由空气斜射入水中,如图4-4-1所示,观察光在水中的径迹。如图4-4-2所示,已经画出入射光线,请按下面的步骤画出折射光线。
①画反射光线时,我们要先画法线;画折射光线时,也需要先画法线。请画出法线。
②把折射光线的位置大致描出来。
(2)用虚线把入射光线顺向延长,如果入射光线的传播方向不变,就是沿虚线的方向传播。我们发现折射光线相对于原来入射光线的方向,靠近了法线还是远离了法线?
(3)反射现象中有反射角,折射现象中也有折射角,我们将入射光线与法线的夹角叫入射角,反射光线与法线的夹角叫反射角。那怎样定义折射角?
请在图4-4-2中标出入射角i和折射角r。比较图中折射角和入射角的大小。
2.实验探究光的折射规律。
(1)
只凭上面的实验,我们不能得出“光从空气斜射入水中,折射角一定小于入射角”的结论。为了进一步探究这一结论是否成立,我们应该怎样做?
(2)
先进行猜想、画图,再进行实验验证。
①入射光线以较大的入射角射入水中,先在图4-4-3中画出入射光线、法线。猜想折射光线的传播路径,然后将你猜想的折射光线在图4-4-3中画出来。进行实验验证。验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线______(选填
“靠近”或“远离”)法线,即折射角_____
(选填
“大于”“小于”或“等于”)入射角。
②适当减小入射角,先在图4-4-4中画出入射光线、法线。猜想折射光线的传播路径,然后将你猜想的折射光线在图4-4-4中画出来。进行实验验证。验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线______(选填
“靠近”或“远离”)法线,即折射角______
(选填
“大于”“小于”或“等于”)
入射角。
③再减小入射角,重复上述操作,把猜想的折射光线在图4-4-5中画出来。进行实验验证。
验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线_____
(
选填“靠近”或“远离")法线,即折射角_______
(选填
“大于”“小于”或“等于”)
入射角。
④入射光线垂直射人水中,入射角为多大?______。
猜空气想折射光线的传播路径,把猜想的路径画在图4-4-6中,然水后进行实验验证。
验证结果:光从空气垂直射入水中时,光线___(选填“有”或“无”)偏折。折射角为多大?
(3)通过上面的实验我们知道光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;垂直射入水中时,光的传播方向不变。如果折射现象中光路是可逆的话,那么光从水中斜射人空气中时,折射角大于入射角;垂直射入空气中时,传播方向不变。如何验证折射中光路可逆?
(4)我们研究了光从空气到水的折射情况,那么光从空气到玻璃等其他透明介质的折射情况是否相同呢?请用一块玻璃砖完成实验。
【活动二】生活中的折射现象。
1.池水“变浅”的原因。
(1)如图4-4-7所示,来自水中刻度尺上A点的光线斜射向空气时发生偏折。
(2)折射光线有无交点?________。
由于人眼觉得光是沿直线传播的,人眼觉得折射光线是由哪个点发出来的?
请通过作图把这个点画出来,这点就是A的虚像。
(3)你通过观察发现像的位置在A的上方还是下方?
(4)假设A点处是一条鱼,渔民的眼睛看到的是鱼本身还是它的虛像?那么渔民怎样才能叉到鱼?
2.生活中还有哪些因光的折射而使“眼睛受骗”的事例?请同学们讨论后举例说明。
重点提示:
无论光从空气斜射入水(或玻璃),还是从水(或玻璃)斜射入空气,都是“空气中光线与法线的夹角大”。
如图所示,从图中可知入射角的大小为______,
反射角的大小为______,
折射角的大小为
。
试画出如图所示的光线AO的反射光线和折射光线的大致方向。
小王在研究光的有关规律时,根据实验现象画出了如图所示的a、b二图。根据图中所示的现象,回答下列问题。
(1)光从空气斜射入两介质的交界面时,会同时发生______________;
(2)根据小王的研究,请在图c中画出光以32°的入射角从水斜射进空气的反射光线和折射光线,并在图上标出反射角和折射角的角度。
如图所示,一束光射入装水的水槽中,在水槽底形成光斑。
(1)图中还没画出折射光线,请画出折射光线。
(2)往水槽中逐渐加水,液面由A升到B,请通过作图找出此时光斑的位置。
(3)液面上升的过程,光斑将会向哪个方向移动?
如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上。现在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则此时(
)
A.反射光线顺时针方向旋转
B.反射光线逆时针方向旋转
C.折射光线的方向不变
D.折射光线逆时针方向旋转
完成图甲、图乙以及图丙中光从空气射入玻璃,再由玻璃射入空气的光路图。
如图所示,水面上方有一发光点A1,水中另有一发光点A2。人在空气中看到A2在水中的位置就是A1
在水中像的位置。画出:
(1)A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图。
(2)A2发出的光进入人眼的光路图。
“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示,在一个干枯的井底正中央P点有一只青蛙,它的视野范围如图a所示。大雨将井全部灌满水,若青蛙仍在P点,请你在图b中画出青蛙视野发生变化后的大致情况。
一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射,如图所示,在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向,并判断入射角、反射角、折射角大小及玻璃在界面的哪一方?
一束红光沿A0射进半圆玻璃砖的表面(O为圆心),如图所示。
(1)在图中画出光在玻璃砖上表面的反射光OC。
(2)在图中标出光在玻璃砖中的折射角r;此时折射角
(选填“大于”“等于”或“小于”)
60°
(3)
提供另外一支激光笔,请设计实验验证在折射现象中,光路是可逆的。你的实验操作是
。
如图,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,由图可知,
是入射光线,
是法线
,反射角为
度,折射角为
度。界面的
边是玻璃。
在杯子中放一枚硬币,眼睛刚好看不见,保持眼睛和杯子的位置不变,如图慢慢向杯中注水(
)
A.随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置高
B.随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置低
C.随着水的增多,眼睛能看到硬币,且位置没有改变.
D.注人水后仍看不见硬币
某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。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;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则(
).
A.
P点在S点的上方,Q点在S点的上方
B.
P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.
P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.
P点在S点的下方,Q点在S点的下方
光从空气中斜射到一块水平透明玻璃板上,设入射角为a,反射光线跟折射光线之间的夹角为β.则下列说法正确的是(
)
A.β随a的减小而增大
B.β随a的增大而增大
C.当a=30°时,β在110°到120°之间
D.当a=30°时,β可能大于150°
如图所示,一盛水容器的底部放有一块平面镜.它与容器底部的夹角为15°。一条光线以45°入射角从空气射向水面,折射角为30°,进入水中的折射光线能够射到平面镜的表面,那么,这条光线经过平面镜反射后再从水进入空气的折射角是(
)
A.90°
B.75°
C.30°
D.0°
如图所示,小明用鱼叉去叉所看到的鱼,老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,有关两人的做法中正确的是(
)
A.小明应叉“鱼”的下方,老王应对准“鱼”照
B.小明和老王都应对准“鱼”
叉和照
C.小明和老王都应对准“鱼”
的下方叉和照
D.小明应对准“鱼”叉,老王对“鱼”的下方照
如图,一束光从空气斜射到水面O点,反射光线在容器壁上形成一光点A.
(1)画出反射光线及对应的入射光线.
(2)大致画出该入射光线进入水的折射光线.
(3)
A在水中的像到A的距离为
cm.
在探究光的折射规律实验中,某一组将光分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
分析表中数据,可以得到一些规律:
(1)当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向
(填“改变”、“不改变”)。
(2)光从空气射入其它介质时,折射角随着入射角的增大___.
分析表中数据猜想,光从空气射入其它介质时,折射角_____
(
“可能”
或“不可能”)达到90°。
(3)当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是
。
(4)从表中数据看出,同一光线,在不同材料的介质中的偏折程度不同.可以猜想,当光从水中射入玻璃时,折射角
入射角(填“大于”、“小于”、“等于”).
在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.经讨论,同学们认为这一方案可行的,于是进行了探究实验.
(1)要实现探究目标,他们应选择图中的
(选填字母序号)两图示实验;
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了
;
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时,____对光的偏折本领较大.【活动一】了解光的折射,认识折射角。
光从一种介质入射到另一种介质的界面时,同时发生反射和折射。我们已经知道反射光线跟入射光线是轴对称的,那么折射光线的情况会怎样呢?
1.
(1)一束光由空气斜射入水中,如图4-4-1所示,观察光在水中的径迹。如图4-4-2所示,已经画出入射光线,请按下面的步骤画出折射光线。
①画反射光线时,我们要先画法线;画折射光线时,也需要先画法线。请画出法线。
②把折射光线的位置大致描出来。
(2)用虚线把入射光线顺向延长,如果入射光线的传播方向不变,就是沿虚线的方向传播。我们发现折射光线相对于原来入射光线的方向,靠近了法线还是远离了法线?
(3)反射现象中有反射角,折射现象中也有折射角,我们将入射光线与法线的夹角叫入射角,反射光线与法线的夹角叫反射角。那怎样定义折射角?
请在图4-4-2中标出入射角i和折射角r。比较图中折射角和入射角的大小。
2.实验探究光的折射规律。
(1)
只凭上面的实验,我们不能得出“光从空气斜射入水中,折射角一定小于入射角”的结论。为了进一步探究这一结论是否成立,我们应该怎样做?
(2)
先进行猜想、画图,再进行实验验证。
①入射光线以较大的入射角射入水中,先在图4-4-3中画出入射光线、法线。猜想折射光线的传播路径,然后将你猜想的折射光线在图4-4-3中画出来。进行实验验证。验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线靠近(选填
“靠近”或“远离”)法线,即折射角小于
(选填
“大于”“小于”或“等于”)入射角。
②适当减小入射角,先在图4-4-4中画出入射光线、法线。猜想折射光线的传播路径,然后将你猜想的折射光线在图4-4-4中画出来。进行实验验证。验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线靠近(选填
“靠近”或“远离”)法线,即折射角小于
(选填
“大于”“小于”或“等于”)
入射角。
③再减小入射角,重复上述操作,把猜想的折射光线在图4-4-5中画出来。进行实验验证。
验证结果:光从空气斜射入水中,折射光线靠近(
选填“靠近”或“远离")法线,即折射角小于(选填
“大于”“小于”或“等于”)
入射角。
④入射光线垂直射人水中,入射角为多大?0°。
猜空气想折射光线的传播路径,把猜想的路径画在图4-4-6中,然水后进行实验验证。
验证结果:光从空气垂直射入水中时,光线无(选填“有”或“无”)偏折。折射角为多大?
0°
(3)通过上面的实验我们知道光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角;垂直射入水中时,光的传播方向不变。如果折射现象中光路是可逆的话,那么光从水中斜射人空气中时,折射角大于入射角;垂直射入空气中时,传播方向不变。如何验证折射中光路可逆?
准备两支可发出不同色光的激光器,先让一支激光器在空气中发出一束光线斜射入水中,然后让另一支激光器在水中发出一束光线逆着原来的折射光线方向射出水面,看折射光线是否逆着原来的人射光线射出
(4)我们研究了光从空气到水的折射情况,那么光从空气到玻璃等其他透明介质的折射情况是否相同呢?请用一块玻璃砖完成实验。
【活动二】生活中的折射现象。
1.池水“变浅”的原因。
(1)如图4-4-7所示,来自水中刻度尺上A点的光线斜射向空气时发生偏折。
(2)折射光线有无交点?无。
由于人眼觉得光是沿直线传播的,人眼觉得折射光线是由哪个点发出来的?
请通过作图把这个点画出来,这点就是A的虚像。
(3)你通过观察发现像的位置在A的上方还是下方?
参考答案:
(4)假设A点处是一条鱼,渔民的眼睛看到的是鱼本身还是它的虛像?那么渔民怎样才能叉到鱼?
它的虚像
瞄准鱼的下方才能叉到鱼
2.生活中还有哪些因光的折射而使“眼睛受骗”的事例?请同学们讨论后举例说明。
海市蜃楼等
重点提示:
无论光从空气斜射入水(或玻璃),还是从水(或玻璃)斜射入空气,都是“空气中光线与法线的夹角大”。
如图所示,从图中可知入射角的大小为55°,
反射角的大小为55°,
折射角的大小为20°。
试画出如图所示的光线AO的反射光线和折射光线的大致方向。
如图所示:
小王在研究光的有关规律时,根据实验现象画出了如图所示的a、b二图。根据图中所示的现象,回答下列问题。
(1)光从空气斜射入两介质的交界面时,会同时发生反射、折射;
(2)根据小王的研究,请在图c中画出光以32°的入射角从水斜射进空气的反射光线和折射光线,并在图上标出反射角和折射角的角度。
如图所示:
如图所示,一束光射入装水的水槽中,在水槽底形成光斑。
(1)图中还没画出折射光线,请画出折射光线。
(2)往水槽中逐渐加水,液面由A升到B,请通过作图找出此时光斑的位置。
(3)液面上升的过程,光斑将会向哪个方向移动?
向右移
如图所示:
如图所示,一只烧杯中装有半杯水,放在水平木板AB上,一束光线竖直向下照在水面上。现在B端下方垫一个小木块C,使木板倾斜一个小的角度,则此时(
C
)
A.反射光线顺时针方向旋转
B.反射光线逆时针方向旋转
C.折射光线的方向不变
D.折射光线逆时针方向旋转
完成图甲、图乙以及图丙中光从空气射入玻璃,再由玻璃射入空气的光路图。
如图所示:
如图所示,水面上方有一发光点A1,水中另有一发光点A2。人在空气中看到A2在水中的位置就是A1
在水中像的位置。画出:
(1)A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图。
(2)A2发出的光进入人眼的光路图。
如图所示:
“井底之蛙”这个成语大家都很熟悉。如图所示,在一个干枯的井底正中央P点有一只青蛙,它的视野范围如图a所示。大雨将井全部灌满水,若青蛙仍在P点,请你在图b中画出青蛙视野发生变化后的大致情况。
如图所示:
一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射,如图所示,在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向,并判断入射角、反射角、折射角大小及玻璃在界面的哪一方?
光线方向如图所示,入射角为30°,反射角也为30°,折射角为70°,玻璃在界面A
B左侧。
一束红光沿A0射进半圆玻璃砖的表面(O为圆心),如图所示。
(1)在图中画出光在玻璃砖上表面的反射光OC。
(2)在图中标出光在玻璃砖中的折射角r;此时折射角小于(选填“大于”“等于”或“小于”)
60°
(3)
提供另外一支激光笔,请设计实验验证在折射现象中,光路是可逆的。你的实验操作是使另一支激光笔的光线沿BO射入玻璃砖,观察折射光线是否从0A射出。
如图所示:
如图,OA、OB和OC是射到空气和玻璃界面上的入射线、反射线和折射线三条光线,由图可知,CO
是入射光线,XX’是法线
,反射角为30度,折射角为60度。界面的右边是玻璃。
在杯子中放一枚硬币,眼睛刚好看不见,保持眼睛和杯子的位置不变,如图慢慢向杯中注水(
A
)
A.随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置高
B.随着水的增多,眼睛能看到硬币,但位置比实际位置低
C.随着水的增多,眼睛能看到硬币,且位置没有改变.
D.注人水后仍看不见硬币
某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。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;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则(
C
).
A.
P点在S点的上方,Q点在S点的上方
B.
P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.
P点在S点的下方,Q点在S点的上方
D.
P点在S点的下方,Q点在S点的下方
光从空气中斜射到一块水平透明玻璃板上,设入射角为a,反射光线跟折射光线之间的夹角为β.则下列说法正确的是(
A
)
A.β随a的减小而增大
B.β随a的增大而增大
C.当a=30°时,β在110°到120°之间
D.当a=30°时,β可能大于150°
如图所示,一盛水容器的底部放有一块平面镜.它与容器底部的夹角为15°。一条光线以45°入射角从空气射向水面,折射角为30°,进入水中的折射光线能够射到平面镜的表面,那么,这条光线经过平面镜反射后再从水进入空气的折射角是(
D
)
A.90°
B.75°
C.30°
D.0°
如图所示,小明用鱼叉去叉所看到的鱼,老王则用手电筒去照亮所看到的鱼,有关两人的做法中正确的是(
A
)
A.小明应叉“鱼”的下方,老王应对准“鱼”照
B.小明和老王都应对准“鱼”
叉和照
C.小明和老王都应对准“鱼”
的下方叉和照
D.小明应对准“鱼”叉,老王对“鱼”的下方照
如图,一束光从空气斜射到水面O点,反射光线在容器壁上形成一光点A.
(1)画出反射光线及对应的入射光线.
(2)大致画出该入射光线进入水的折射光线.
(3)
A在水中的像到A的距离为30.0cm.
如图所示:
在探究光的折射规律实验中,某一组将光分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
分析表中数据,可以得到一些规律:
(1)当光从一种介质垂直射入到另一种介质时,传播方向不改变(填“改变”、“不改变”)。
(2)光从空气射入其它介质时,折射角随着入射角的增大而增大.
分析表中数据猜想,光从空气射入其它介质时,折射角不可能(
“可能”
或“不可能”)达到90°。
(3)当光线以32°入射角从水中射向空气时,则折射角是45°。
(4)从表中数据看出,同一光线,在不同材料的介质中的偏折程度不同.可以猜想,当光从水中射入玻璃时,折射角小于入射角(填“大于”、“小于”、“等于”).
在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.经讨论,同学们认为这一方案可行的,于是进行了探究实验.
(1)要实现探究目标,他们应选择图中的B、D(选填字母序号)两图示实验;
(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了记录每一次光斑的位置;
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时,油对光的偏折本领较大.