内容正文:
专训2 探究光的折
射规律
第三章 光和眼睛
习题课
在探究光的折射规律的实验中:
(1)探究光的折射的原因:用车通过不同的路面类比光
通过不同的介质(类比法);
(2)液体中加入牛奶的原因:牛奶对光起漫反射的作用,
更好地显示光路;
(3)进行多次实验的目的:使得到的规律具有普遍性。
1
训练角度
探究光的折射的发生原因
阅读短文,回答后面的问题:
人们常把光波类比成水波,因为它们之间有很多相似的地方。如图甲所示,我们把光波画得像水波一样,利用一些横线表示光波在行进中的波纹。当光斜射入玻璃的时候,一个波纹的一端先触及玻璃的表面,由于光在玻璃中比在空气中前进的速度小,所以波纹的这一端就先慢下来了,这样波纹就改变了前进方向,当这个波纹全部进入玻璃中以后,它就又沿着直线前进了。可以看出光线的偏折只发生在经过界面的一瞬间。
例1
还可以打个比方来帮助你弄清楚光折射的原因。在劳动的时候,同学们推着两个轮子的手推车,当你把车从平坦的水泥路面推向一段沙地时,如果水泥路面和沙地的交界线跟车子的前进方向斜交,如图乙所示,就会有一个车轮先遇到沙
地,它的速度立即减慢下来,而另一个车轮仍以原来较快的速度前进,两个轮子的速度不同,车子就转弯,等两个轮子同时进入沙地以后,车子就又沿着直线前进了。
(1)上述研究问题的方法叫( )
A.类比法 B.转换法
C.控制变量法 D.放大法
(2)光由一种介质斜射入另一种介质中传播方向会发生改变与光在不同介质中的________有关。
(3)光由一种介质垂直射入另一种介质时,传播方向为什么不发生改变?
此时光波两端的速度同时减小或增大至相同的速度,故光的传播方向不发生改变。
A
速度
(1)材料将光波类比成水波,将光的折射现象类比为推车现象,讲述了光的折射与光在不同介质中传播速度的关系。
(3)由材料可知,当光由一种介质垂直射入另一种介质中,光波两端的速度同时减小或增大至相同的速度,光的传播方向就不会发生改变了。
【点拨】
如图a所示,直线AB是光滑木板与棉布的分界线(木板与棉布处在同一水平面上),然后使一个小线轴(如缝纫机上的线轴)沿着与直线AB成一角度的方向PO匀速滚动,可以看到,线轴在棉布上滚动的方向发生了改变。如图b所示,一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生
了改变。
【同类变式】
1.
(1)由图a可知当线轴的甲轮刚接触到棉布时,其速度的大小将________,此时乙轮速度的大小将______。(均填“变小”“不变”或“变大”)
(2)从图a、b两种类似现象可知,光由空气斜射入玻璃时而发生折射现象的原因可能是_________________
_____________________________________。
光的传播速度发生了变化
变小
不变
2
训练角度
探究光的折射的规律
(中考·抚州)小文在探究光的折射规律时,将光从空气分别射入玻璃和水中。其实验过程如下:
实验一:将光从空气射入玻璃中
(1)将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,如图甲所示;
(2)将一束激光从空气射向
玻璃砖的圆心O处,激
光在O处发生折射,记
录入射角和折射角;
例2
(3)逐渐增大入射角,重复步骤(2);
实验所测数据如表一所示:
实验二:将光从空气射入水中
(1)将标有角度的圆盘按图乙所示安放;
(2)将一束激光从空气射向水面O′处,激光在O′处发生折射,记录入射角和折射角;
表一
实验次数 1 2 3 4
入射角i 0° 30° 45° 60°
玻璃中折射角r 0° 17° 24° 30°
(3)逐渐增大入射角,重复步骤(2);
实验所测数据如表二所示:
分析以上数据可得:
①当光从空气垂直入射到其他透明介质时,传播方向______________。
表二
不发生改变
实验次数 1 2 3 4
入射角i 0° 30° 45° 60°
水中折射角r 0° 22° 35° 40°
②当光从空气斜射入玻璃或水中时,折射角______(填“大于”“等于”或“小于”)入射角。
③当光以相同的入射角斜射入不同的介质中时,折射 角________(填“相等”或“不相等”)。
不相等
小于
①由表中数据可知,当入射角为0°时,折射角也为0°;由此可见,当光从空气垂直入射到其他透明介质时,传播方向不发生改变。
②由表中数据可知,当光从空气斜射入玻璃或水中,入射角增大时,折射角也随着增大,但折射角总小于入射角。
③由表中数据可知,当光以相同的入射角斜射入不同的介质中时,折射角不相等。
【点拨】
下表是光在几种不同的介质中传播的速度,如图是光在这几种介质中发生折射的光路图。
【同类变式】
1.
介质 光速/(m·