内容正文:
必考点13 光的折射、光的色散与物体的颜色
(解析版)
※题型一:光的折射现象与应用
【例题1】(2021·辽宁省抚顺市、本溪市、铁岭市)小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞,鱼在云上游”,如图所示,对画面中的现象解释正确的是( )。
A.水中的“鸟”是光的折射形成的 B.水中的“鸟”是实像
C.看到的“鱼”比实际位置深 D.看到的“鱼”是虚像
【答案】D。
【解析】A.水中的“鸟”是小鸟通过水面所成的像,是光的反射形成的,故A错误;
B.水中的“鸟”是小鸟通过水面所成的像,是虚像,故B错误;
C.鱼反射的光线有水折射进入空气时发生折射,折射光线远离法线,因此看到的“鱼”比实际位置浅,故C错误;
D.看到的“鱼”是光的折射形成的,是虚像,故D正确。故选D。
【例题2】(2021·浙江杭州市·中考真题)α一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过,其光路如图所示。关于四个角的大小关系正确的是( )。
A.α1>γ1 B.α2>γ2 C.α1=α2 D.γ1=γ2
【答案】A。
【解析】A.光线从空气中斜射入玻璃砖中,折射角小于入射角,则α1>γ1,故A正确;
B.光线从玻璃砖中斜射入空气中,折射角大于入射角,则α2<γ2,故B错误;
CD.因两条法线是平行的,则由几何知识可知γ1=α2,所以α1>α2,γ1<γ2,故CD错误。故选A。
【解题技巧提炼】
1.光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处(两种光学现象都发生),只是反射光返回原介质中,而折射光线则进入到另一种介质中。
2.由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。在折射现象中,光路是可逆的。
3.注意:在两种介质的分界处,不仅会发生折射,也发生反射,例如在水中,部分光线会反射回去,部分光线会进入水中。反射光线光速与入射光线相同,折射光线光速与入射光线不相同。
(1)折射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中,与界面垂直);
(2)折射光线、入射光线、法线在同一平面内(三线两点一面);
(3)当光线从空气斜射入其它介质时,角的性质:折射角(折射率大的一方)小于入射角;
(4)当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;
(5)在相同的条件下,折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小);
(6)光从空气斜射入水中或其他介质时(真空除外,因为在真空中光不能发生偏折),折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角;
(8)光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。
※题型二:光的色散与物体的颜色
【例题3】(2021·黑龙江省龙东地区中考物理试题)下列关于光现象的分析与描述正确的是( )。
A.平面镜成像大小与物体到镜面的距离有关,物体距平面镜越近所成的像越大;
B.站在湖水边,看到“鱼儿”在清澈的水中游动,我们实际看到的是鱼儿的实像;
C.缤纷的彩虹是由于光的色散形成的;
D.遥控器是利用紫外线进行遥控的
【答案】C。
【解析】A.平面镜成像大小与物体到镜面的距离无关,像的大小只与物体的大小有关,物体的大小不变,故像的大小不变,故A错误;
B.看到的是光的折射形成的鱼儿的虚像,故B错误;
C.缤纷的彩虹是由于光的色散形成的是正确的,故C正确;
D.遥控器是利用红外线进行遥控的,故D错误。故选C。
【例题4】(2021·四川中考真题)物理教研小组做研究光的折射和反射规律实验,根据实验现象绘制了如图所示的光从空气射入水中时的光路图。
(1)光从空气射入水中时,传播速度将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)当θ增大5°,入射光线与反射光线的夹角将______(选填“增大”、或“减小”)______°。
【答案】变小;减小;10。
【解析】(1)[1]光在真空中的传播速度最大,在空气中的光速接近在真空中的速度,光从空气射入水中时,传播速度将减小。
(2)[2][3]当θ增大5°时,入射角减小5°,反射角也减小5°,入射光线与反射光线的夹角将减小10°。
【解题技巧提炼】
1.太阳光通过三棱镜后,被分解成各种单一颜色的光,这种现象叫光的色散。
2.不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度不同,红光偏折最小,紫光偏折最大,偏折由小到大依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
3.生活中的色散现象:如雨后的彩虹、泼向空中的水变得五颜六色、在阳光下肥皂泡变成彩色等等都是光的色散实例,其原因是太阳光被空气中的水滴色散形成的。
4.太阳光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成,它是复色光。
5.把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可产生各种颜色的光,这个现象叫做色光的混合(彩色电视机的彩色画面的形成)。红、绿、蓝也叫光的三原色。
6.不透明的物体的颜色取决于它反射的色光:它反射与自己颜色相同的色光,吸收与自己不同的色光。如