课时3.4 光的折射规律-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理上册同步学与练(沪粤版2024)
2024-09-30
|
2份
|
41页
|
312人阅读
|
10人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 3.4 光的折射规律 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 光的折射 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.29 MB |
| 发布时间 | 2024-09-30 |
| 更新时间 | 2024-09-30 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-09-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47695168.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第三章 光和眼睛
课时3.4 光的折射规律
2022年课程标准
物理素养
2.3.3 通过实验,了解光的折射现象及其特点。
物理观念:了解光的折射现象。知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。
科学思维:知道在光的折射现象中,光路可逆。会用折射规律解释一些生活中的折射现象。
科学探究:会根据折射规律画光路图。
科学态度与责任:初步领略折射现象的美妙,激发学生探索自然现象的兴趣。在与他人合作和交流时,敢于提出自己不同的见解。
知识点一、光的折射
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做光的折射。
2.如图所示,将一块厚玻璃放在一支铅笔上,斜着看上去铅笔似乎被折成了三段,这种“一笔三折”的现象,是由于光的折射造成的。
典例01 今年三月份全国多地出现日晕现象(如图所示),该现象是由太阳照射在由冰晶构成的卷层云后,阳光被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环。据此推测“日晕”现象的原理与下列光学现象相同的是( )
A.平面镜成像 B.海市蜃楼
C.雨后彩虹 D.日食形成
【答案】C
【解析】A.平面镜成像,其形成原理是光的反射,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是光经过不同密度的空气层后发生折射,使远处景物显示在半空中或地面上的奇异幻景,不是光的色散现象,故B不符合题意;
C.雨后天空出现彩虹,是由于太阳光照到空气中的小水滴上,被分解为绚丽的七色光,是光的色散现象,故C符合题意;
D.日食的形成,是光的直线传播现象,故D不符合题意。
故选C。
知识点二、光的折射规律
1.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角小于(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时,折射角也增大。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向不变。
2.如图所示,光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象,其中MM′是法线,NN′是界面,CO是入射光线,OB是反射光线,OA是折射光线,∠5是入射角,∠1是折射角,左边是水。
3.如图,正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是( C )
典例02 探究“光的折射规律”时,使用如下器材:两支能发绿光的激光笔(带有固定吸盘)、有机玻璃球壳制成的透明容器(上部正中央开有一孔)、牛奶、适量的水和圆形底座转盘组装为如图所示的实验装置,并将该装置于水平桌面上。请回答下列问题:
(1)实验时将水注入容器中,再滴入牛奶并搅拌均匀,目的是激光照射到水中时能够呈现出 ______。接着打开位于圆球正中央的激光笔并使绿光垂直照射到O点,该束绿光充当法线。但此时无法看见液面上方的光束,为了解决这一问题,你将采取的办法是______。
(2)接着再打开右侧的激光笔,此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中,光在两种介质的______上发生折射。随后再沿圆球的外表面向下移动右侧激光笔可以观察到折射光逐渐远离法线,由此可以得出的结论是 ______。
(3)慢慢转动底座转盘,直至观察到______的现象时,即可说明光在发生折射时折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
【答案】 明显的光路 在玻璃球后面贴一张白纸作为背景 分界面 光在折射时,折射角随入射角的改变而改变,入射角增大时,折射角也增大 右侧的激光笔发出的光被正中央的激光笔发出的光挡住(看不见右侧激光笔发出的光)
【解析】(1)[1]实验时将水注入容器中,再滴入牛奶并搅拌均匀,利用了光照在牛奶颗粒上发生了漫反射,呈现出激光照射到水中时明显的光路。
[2]根据题意知道,接着打开位于圆球正中央的激光笔并使绿光垂直照射到O点,该束绿光相当于法线。但此时无法看见液面上方的光束,为了解决这一问题,可以采取的办法是:在玻璃球后面贴一张白纸作为背景。
(2)[3]接着再打开右侧的激光笔,此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中,光在两种介质上发生折射。
[4]随后再沿圆球的外表面向下移动右侧激光笔,增大入射角,可以观察到折射光逐渐远离法线,即折射角在增大,由此可以得出的结论是:光在折射时,折射角随入射角的改变而改变,入射角增大时,折射角也增大。
(3)[5]光从空气斜射入水中时,入射角增大,折射角也随之增大,入射角增大到一定程度时,折射角先达到90。慢慢转动底座转盘,直至观察到右侧的激光笔发出的光被正中央的激光笔发出的光挡住(看不见右侧激光笔发出的光)时,即可说明光在发生折射时折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
知识点三、生活中和自然界中的折射现象
1.如图所示,为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是由于光的折射现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要浅(选填“深”或“浅”)一些。
2.天文学上观察到的太阳跟它的实际位置有一定的偏差,这是由于地球周围大气层的密度不均匀,光线发生了折射的缘故。海市蜃楼也是由于空气的分布不均匀,从而导致光线折射而产生的现象。
典例02 成都天府音乐广场的喷泉池内装有射灯,人们从岸上看到的射灯的像在射灯实际位置的___________(选填“上方”或“下方”);如图所示,射灯发出的一束单色光照射到水与空气的交界面,发生了反射和折射(反射光线和折射光线未画出),当入射光线与界面夹角成时,折射光线与反射光线刚好垂直,此时折射角为___________度。
【答案】 上方 60
【解析】[1]如下图所示,光从水中斜射入空气中,在界面处会发生偏折,折射角大于入射角,故折射光线比入射光线更偏离法线,人眼逆着折射光线的反向延长线看过去,发生像在物体的上方,故人们从岸上看到的射灯的像在射灯实际位置的上方。如图所示
[2]如图所示,当入射光线与界面夹角成时,则反射光线与界面的夹角为60°,而折射光线与反射光线垂直,故折射光线与界面的夹角为30°,而折射角是折射光线与法线的夹角为折射折射角,故折射角为60°。
问题一:光的折射
【典例1】一条鱼跃出水面捕捉鸟的说法听起来像是童话里的故事。然而,尽管这似乎听起来是不可能的,但这一非同寻常的场景首次被摄像师捕捉到了。如图是在平静的海面上,一条特瓦利鱼突然跃出海面捕食乌燕鸥的情景。特瓦利鱼在水中看到水面上方的乌燕鸥实质是( )
A.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方 B.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的下方
C.乌燕鸡的实像,像在乌燕鸥的上方 D.乌燕鸥的实像,像在乌燕鸥的下方
【解题思路】解题口诀“折射虚高”。
无论是从水中看水面上的物体,还是从水面上看水中的物体,对应的现象都是光的“折射”,看到的像都是“虚”像,像的位置比实际物体位置偏“高”。简称“折射虚高”。
【答案】A
【大招快解】利用大招“折射虚高”,直接可以得到看到的像是虚像,像在物体上方。因此答案为A。
【典例2】如图所示,筷子在水中看起来向上偏折,下列能正确解释此现象的光路图是( )。
A.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方 B.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的下方
C.乌燕鸡的实像,像在乌燕鸥的上方 D.乌燕鸥的实像,像在乌燕鸥的下方
【解题思路】解题口诀“空气角大”。
在光的折射光路图中,不论是人射角还是折射角,空气所在那一侧对应的角更大,即为“空气角大”。
【答案】C
【大招快解】首先,由于人眼看到筷子是其反射的光进入人眼,则根据光线的箭头方向排除 A和 B。根据大招“空气角大”可知,空气所在那一侧的角度更大,故C正确,D 错误故答案为C。
【变式1-1】如图所示的光现象中,能用光的直线传播解释的是( )
A. 筷子折了 B. 海市蜃楼
C. 皮影戏 D. 水中倒影
【答案】C
【解析】A.放入水中的筷子“折”了,是由于光从水中射向空气时发生折射形成的,是光的折射现象形成的,故A不符合题意;
B.海市蜃楼是由于光的折射形成的,故B不符合题意;
C.屏上的皮影是光沿直线传播形成的,故C符合题意;
D.水中倒影是平面镜成像现象,是光的反射现象,故D不符合题意。
故选C。
【变式1-2】一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
【答案】
【解析】由于玻璃球底面镀银,因此底面相当于一个平面镜,入射光线MN射到N点时,会发生光的反射,根据反射角等于入射角可知,作出反射光线NC;当光线NC从玻璃射进空气时,发生光的折射现象,此时折射角应大于光线NC与法线的夹角,作出折射光线CD,光路图如图所示:
【变式1-3】小林在“探究光的反射规律”实验中,如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直的立在平面镜上,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的路径。
(1)图甲中,用激光笔让一束光沿着EO平行纸板射向镜面上的O点,小林能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了 反射,在纸板上画出光路,再次改变EO的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线EO与 (选填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较反射角和入射角的大小关系;
(2)图甲中,当光沿FO的方向射向O点时,光会沿着OE的方向射出,说明在反射现象中光路是 的;
(3)小林让激光笔发出的激光沿EO射到平面镜上的O点,先不折转光屏时,ON右侧光屏上能观察到反射光线,再将右侧光屏沿ON向后转动,如图乙所示,右侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 平面上;
(4)小林使入射光线与反射光线的夹角为60°时,则反射角大小应为 。
【答案】 漫 ON 可逆 同一 30°
【解析】(1)[1][2]能从不同方向看到光束,说明光线能从不同方向进入人的眼睛,发生的是漫反射;入射角是入射光线与法线的夹角,用量角器量出光线EO与ON的夹角为入射角。
(2)[3]当让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,说明在光的反射中,光路可逆。
(3)[4]先不折转光屏时,法线ON右侧光屏上能观察到反射光线,再将右侧光屏沿ON向后转动,左侧光屏上观察不到反射光线,可以得到光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面上。
(4)[5]小林使入射光线与反射光线的夹角为60°,即入射角和反射角之和等于60°,反射角等于入射角,所以反射角大小是30°。
【基础强化】
1.如图所示,一只水鸟M站在浅水中觅食,该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是( )
A.N是光的反射形成的像
B.P是光的折射形成的像
C.P与M的大小一定相同
D.N与M的大小一定相同
【答案】C
【难度】0.94
【知识点】平面镜成像的特点和规律、影子的形成原理、光的折射的概念和现象
【详解】A.N是光的直线传播形成的鸟的影子,属于光的直线传播现象,故A错误;
B.P是水面反射形成的鸟的虚像,属于光的反射现象,故B错误;
C.P是水面反射形成的鸟的虚像,因为反射面相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知P与M的大小一定相同,故C正确;
D.N是光的直线传播形成的鸟的影子,光源到物体的距离和物体到水面的距离会影响影子大小,故影子大小可能和物体大小不同,P是水面反射形成的鸟的虚像,根据平面镜成像特点可知像与物体的大小一定相同,故D错误。
故选C。
2.中国的诗词歌赋蕴含着丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“举杯邀明月,对影成三人”,杯中的“明月”和实际的明月一样大
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子是由于光的折射形成
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,月亮是自然光源
D.“楼台倒影人池塘”,倒影是由于光的直线传播形成
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】光源的概念及分类、平面镜成像的特点和规律、光的折射的概念和现象
【详解】A.酒杯中的酒面相当于平面镜,月亮的倒影是光的反射形成的虚像,即杯中的“明月”和实际的明月一样大,故A正确;
B.影子是由光的直线传播过程中,遇到不透明物体,阻挡了光的传播,在其后边形成的一个黑色的区域,故B错误;
C.月亮自身不能发光,是反射太阳的光,所以月亮不是光源,故C错误;
D.倒影属于平面镜成像,是由于光的反射形成的虚像,故D错误。
故选A。
3.如图所示的光现象,下列说法不正确的是 ( )
A.图中,小孔成像原理是光的直线传播
B.图中,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走时,亮处是水,暗处是地面
C.图中,把纸板F沿ON向后折一定的角度后,仍能在纸板F侧观察到光路
D.图中,铅笔在水面“折断”,它属于光的折射现象
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】小孔成像、光的反射定律、筷子在水中的弯折
【详解】A.图中,小孔成像原理是光的直线传播形成的,倒立的实像,故A正确,A不符合题意;
B.图中,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走时,月光照射到水面上,经反射进入人眼,觉得比较亮,故亮处是水,暗处是地面,故B正确,B不符合题意;
C.把纸板F沿ON向后折一定的角度后,纸板F与纸板E不在同一个平面内,由光的反射定律可知,反射光线、入射光线、法线三线在同一平面镜内,入射光线、法线在纸板E这个平面镜内,不在纸板F这一平面,故不能在纸板F侧观察到光路,故C错误,C符合题意;
D.铅笔在水面“折断”,是因为笔反射的光线经过水面时发生了偏折,逆着折射光线看到的像,属于光的折射现象,故D正确,D不符合题意。
故选C。
4.日食、月食现象是由于光的 形成的;潜望镜是利用光的 制成的;斜插入水中的筷子看起来 弯折了(选填“向上”或“向下”),这是由于光从 斜射入 中发生了 现象。
【答案】 直线传播 反射 向上 水 空气 折射
【难度】0.94
【知识点】筷子在水中的弯折、日食和月食的形成、镜面反射
【详解】[1]日食、月食现象形成的原因是,月球或者地球挡住了太阳传播过来的光,其原理是光沿直线传播。
[2]潜望镜是利用两块平行的平面镜,让光经过两次反射进入人眼。因此是利用光的反射制成的。
[3][4][5][6]插入水中的筷子,由于筷子反射的光线从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,所以看到筷子在水中的部分是向上弯折,此时看到的像是筷子的虚像。
5.小红周末帮妈妈洗衣服,如图是她家的可折叠洗衣机,在机械洗涤时同时进行超声波清洗。超声波的频率比人耳能听到的声音频 (选填“高”或“低”)。洗衣机桶内注入水后,小红往洗衣机桶内观看,感觉洗衣桶变“矮”了,这是光的 的现象。
【答案】 高 折射
【难度】0.94
【知识点】从水面看向水中、超声波和次声波
【详解】[1]人耳能听到的声音频率在20Hz到20000Hz之间,高于20000Hz的是超声波,低于20Hz的是次声波。
[2]洗衣机桶内注入水后,往洗衣机桶内观看,感觉洗衣桶变“矮”了,是因为光线从水斜射入空气中发生了折射。
6.如图是子墨的爷爷在河中叉鱼的情景,子墨爷爷很有经验,每次在船上看到河中的“鱼”时,叉子 (选填“正对着鱼”“对着鱼的上方”或“对着鱼的下方”)叉下去,这是由于光从水中射向空气时发生了 。
【答案】 对着鱼的下方 折射
【难度】0.85
【知识点】从水面看向水中
【详解】[1][2]叉鱼时,看到水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,因此我们看到的是鱼的虚像,所以在叉鱼时,要向看到的鱼的下方叉。
7.如图所示,一束光线AO斜射到水面上,请画出对应的折射光线和反射光线。
【答案】
【难度】0.94
【知识点】作光的反射光路图、作出光在空气和介质中传播的光路图
【详解】图中法线已经画出,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;再根据折射光线与入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,在水中法线的另一侧作出折射光线,如图所示:
8.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度;
(2)图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)重合,说明折射时光路是 的。
【答案】(1)增大 小于 0 (2) 3 可逆
【难度】0.85
【知识点】不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系、光的折射的实验现象及结论
【详解】(1)[1][2]由图丙可知,当入射角逐渐减小,则折射角逐渐减小,入射角增大时,折射角也随着增大,即当光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小,且折射角小于入射角。
[3] 当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度。
(2)[1]图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与3重合。
[2]说明发生折射时光路是可逆的。
【素养提升】
9.下列有关光的现象中,说法正确的是( )
A.阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,这里蕴含着光的反射现象
B.光与镜面成角射在平面镜上,则其反射角也是
C.人在照镜子时,总是靠近镜子去看,其原因是靠近时像会变大
D.由于光的折射,池水看起来比实际的深度深
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】光的反射的概念、入射角、反射角的相关计算、平面镜成像的特点和规律、从水面看向水中
【详解】A.阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,是由于光被水面反射后形成的现象。故A正确;
B.光与镜面成30°角射在平面镜上,则入射角为
90°−30°=60°
则其反射角也是60°,故B错误;
C.由平面镜成像特点可知,物体在平面镜中的像是等大的、正立的、虚像,人在照镜子时,总是靠近镜子去看,其原因是靠近时视角增大,人的像不会变大,故C错误;
D.由于光的折射,池水看起来比实际的深度浅,故D错误。
故选A。
10.在雨后有时能看到五颜六色的彩虹,彩虹是光的 现象。如图,看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 形成的,这种现象说明太阳光 (选填“是”或“不是”)单色光。
【答案】 色散 折射 不是
【难度】0.65
【知识点】光的折射的概念和现象、光的色散原理及现象
【详解】[1]彩虹是光的色散现象,是太阳光经空气中的小水珠折射后形成的。
[2][3]太阳光能穿过云层时在小冰晶上发生折射形成围绕太阳的,呈内红外紫的彩色光环的光现象。这一现象表明,太阳光不是单色光,是由七种颜色的光组成,属于复色光。
11.防涨水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】从水面看向水中、作出光在空气和介质中传播的光路图
【详解】当折射光线射入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,认为池底A在折射光线的反向延长线上的A'处,连接眼睛与A',连线与水面交于O点,则O点为入射点;连接AO,标上箭头为入射光线,O点与眼睛的连线为折射光线,如图所示:
12.如图是小明研究“光现象”的实验示意图:
(1)实验前,在半透明空水槽中喷洒少许烟雾,再打开激光笔,根据 的原理,可清晰观察到光路,然后在水槽内壁的光斑A点处做上标记;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (增加/减少/不变);
(3)若BC间距离为3cm,则水面高度的变化量 (大于/等于/小于)3cm。
【答案】(1)漫反射 (2)增加 (3)大于
【难度】0.65
【知识点】光的折射的实验装置
【详解】(1)烟是固体颗粒,光遇到空气中小的固体颗粒发生漫反射,反射的光进入人的眼睛,人能看到光的传播路线。
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量增加,此时折射点右移,折射光线向上平移。
(3)当水槽中的水量增加,折射点右移,折射光线向上平移,使得B处的光点移至C处,作图如下:
由图可知,水面高度的变化量大于BC间距离,即。
【能力培优】
13.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A.入射角为60°
B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气
D.光线CO为入射光线
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】不同介质入射角、反射角与折射角的大小关系、光的折射规律的应用、光的反射定律
【详解】ABD.由图可知,因为∠BON=60°,所以
∠AOF=∠BOF=30°
在光的反射现象中,反射角等于入射角,则可知EF为法线,入射光线为AO,入射角为
∠AOF=30°
故ABD错误;
C.折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OC一定为折射光线,OB为反射光线,折射角为
∠COE=60°
此时的折射角大于入射角,所以MN的左侧为空气,故C正确。
故选C。
14.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示,则下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线,入射角为67.5°
B.AO是入射光线,反射角为45°
C.CO是入射光线,折射角为22.5°
D.CO是入射光线,反射角为45°
【答案】C
【难度】0.15
【知识点】光的折射规律的应用
【详解】解:
AB.若AO是入射光线,OC是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为135°=67.5°,反射角为67.5°,如图
;
则OA和OB在法线的同侧,不符合光的折射规律;OB是反射光线时,OC为折射光线,此时的入射角为90°=45°,反射角为45°,此时折射光线OC与法线重合了,不符合光的折射规律,故AB错误;
CD.若CO是入射光线,OA是反射光线时,OB为折射光线,此时的入射角为135°=67.5°,反射角为67.5°,则OB和OC在法线的异侧,符合光的折射、反射规律,如图
;
由图可知MN是法线,PQ是界面;折射角为∠BON
∠AOQ=∠MOQ﹣∠AOM=90°﹣67.5°=22.5°
∠BOQ=∠AOB﹣∠AOQ=90°﹣22.5°=67.5°
所以折射角为
∠BON=∠NOQ﹣∠BOQ=90°﹣67.5°=22.5°
由图可知
∠COB=360°﹣135°﹣90°=135°
∠COA和∠COB相等,则OB为反射光线时的情形与OA是反射光线时的情形相同,此时的反射角为67.5°,故C正确,D错误。
故选C。
15.在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
【答案】 竖直 相同 较远 B折射的虚像与A反射的虚像重合
【难度】0.4
【知识点】探究平面镜成像特点实验中的装置及作用、探究平面镜成像特点的实验操作过程、探究平面镜成像特点实验的注意事项和常见错误、光的折射的概念和现象
【详解】(1)[1]在水平桌面上铺一张白纸,如果玻璃杯没有竖直放置,会无法让未点燃的蜡烛与像重合,便无法进行试验探究,所以需要将玻璃板竖直放置。
(2)[2]观察到未点燃的蜡烛B与蜡烛A的像完全重合,因为说明平面镜所成的像与物大小相同。
(3)①[3]蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,由图可知,像距都比物距大一些,根据平面镜成像时物与像到平面镜的距离相等可知,错误的将蜡烛B与距离玻璃板较远的像重合,从而造成了“不对称”的结果。
③[4]光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入空气中,折射角大于入射角.最终折射光线与原入射光线平行,做第二次折射光线的反向延长线交于垂直光线的交点,此点就是人眼看到像的位置,如图:
④[5]综合上面的现象及分析过程,在实验中确定的蜡烛A的像是由于光的反射形成的,而蜡烛B的像是由于光穿过玻璃板发生折射形成的,所以实际是B折射的虚像与A反射的虚像重合,造成确定像的位置时出现偏差。
16.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
【答案】 两侧 在 左 可逆 增大 减小 a
【难度】0.4
【知识点】光的折射的实验现象及结论
【详解】(1)[1][2]实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,这说明折射光线和入射光线位于法线两侧;当F板向后折转一定的角度后,则呈现折射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内,所以在F板上不能看到折射光,但此时折射光线和入射光线在同一平面内。
(2)[3]若杯中的水增多,如图所示:
可见,当水增多时,液面升高,入射角不变,折射角也不变,入射点向左移,则杯底亮斑也会向左移动。
(3)[4]小明继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,与原光路重合,这说明:在光的折射现象中,光路是可逆的。
(4)[5][6]由表中数据可知:当入射角增大时,折射角也随着增大,反射光线能量增大,则折射光线的能量减小。
[7]由表格数据可知:折射角随着入射角的增大而增大,但折射角总大于入射角,而图b中,当入射角等于45°时,折射角也等于45°,a图象中的折射角始终大于入射角,因此图a反映了实验中折射角与入射角的关系。
17.王老师在课堂上将一个镀铬的光亮铁球放在燃烧的蜡烛火焰上缓慢转动,让烟尽可能地附着在小球表面上,使其外表面变黑。他解释烟就是未完全燃烧的碳,它能吸附空气而产生空气层。然后待熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中,此时放在水中的铁球变得非常亮。好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上的黑色物。当王老师把小铁球从水中取出时,发现熏黑的铁球依然如故,再将其放入水中时,出现的现象和前述一样。学生们大惑不解,王老师解释这是一种特殊的光学现象——光的全反射。光从一种介质射入另一种介质时,入射角增大到某一个值,折射角增大到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生全反射时仍然遵循光的反射定律。光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率。
光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象。折射率较大的称为光密介质,折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的,例如:水对空气来说就是光密介质,而对食用油来说就是光疏介质。
小明通过王老师的这节课学习后制作了一个神奇的魔术箱,如图所示。在空箱子中等高的A、B两点处,一处粘贴彩色脸谱,一处粘贴黑白脸谱,然后往箱子里面逐渐加水至一定量后,透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱,光线AO从水中射向空气时会沿着OD方向发生全反射,B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气,进入人眼,光路如图所示。小明还与同学分享了他制作魔术箱时要注意的“厚度”和“距离”这两个重要参数。
其实在生活中也有许多利用光的全反射的例子,如光纤通信、钻石等贵重宝石的闪耀光芒、潜水镜、自行车尾灯。
(1)空气相对于食用油是 介质。(选填“光疏”或“光密”)
(2)王老师将熏黑的铁球放入水中是光通过 进入 时发生的全反射现象。
(3)小明在制作魔术箱时,彩色脸谱应当粘贴在 处(选填“A”或“B”),对于他分享的两个重要参数中请任选其中一个从制作材料或技巧方面进行具体说明: 。
【答案】 光疏 水 空气 B 见解析
【难度】0.4
【知识点】光的折射规律的应用
【详解】(1)[1]根据短文知道“折射率较大的称为光密介质,折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的,例如:水对空气来说就是光密介质,而对食用油来说就是光疏介质。”所以,空气相对于食用油是光疏介质。
(2)[2] [3]熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中,此时放在水中的铁球变得非常亮。由于未完全燃烧的碳,它能吸附空气而产生空气层,此时是因为光通过水进入空气时发生的全反射现象。
(3)[4]由图知道,由B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气,进入人眼,人眼逆着设来的光线看去,感觉B处物体成像在A处,根据题意知道,“透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱”,所以,A处应是黑白脸谱,B处是彩色脸谱。
[5]AB两端的间距受到透明玻璃放置角度的影响,与魔术箱的“厚度”无关。
(
12
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
第三章 光和眼睛
课时3.4 光的折射规律
2022年课程标准
物理素养
2.3.3 通过实验,了解光的折射现象及其特点。
物理观念:了解光的折射现象。知道光从空气斜射入水中或其他介质时的折射规律。
科学思维:知道在光的折射现象中,光路可逆。会用折射规律解释一些生活中的折射现象。
科学探究:会根据折射规律画光路图。
科学态度与责任:初步领略折射现象的美妙,激发学生探索自然现象的兴趣。在与他人合作和交流时,敢于提出自己不同的见解。
知识点一、光的折射
1.光由一种介质进入另一种介质时传播方向发生改变的现象,叫做__________________。
2.如图所示,将一块厚玻璃放在一支铅笔上,斜着看上去铅笔似乎被折成了三段,这种“一笔三折”的现象,是由于光的_________造成的。
典例01 今年三月份全国多地出现日晕现象(如图所示),该现象是由太阳照射在由冰晶构成的卷层云后,阳光被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色,这样太阳周围就出现一个巨大的彩色光环。据此推测“日晕”现象的原理与下列光学现象相同的是( )
A.平面镜成像 B.海市蜃楼
C.雨后彩虹 D.日食形成
知识点二、光的折射规律
1.光的折射规律:光折射时,折射光线、入射光线、法线三者在_________内;折射光线和入射光线分别位于_________两侧。光从空气斜向射到水或玻璃表面时,折射光线向法线偏折,折射角_________(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。入射角增大时,折射角也_________。光垂直射到水或玻璃的表面时,在水或玻璃中的传播方向_________。
2.如图所示,光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象,其中_________是法线,_________是界面,_________是入射光线,_________是反射光线,_________是折射光线,_________是入射角,_________是折射角,_________是水。
3.如图,正确表示了光从空气进入玻璃中的光路图是( )
典例02 探究“光的折射规律”时,使用如下器材:两支能发绿光的激光笔(带有固定吸盘)、有机玻璃球壳制成的透明容器(上部正中央开有一孔)、牛奶、适量的水和圆形底座转盘组装为如图所示的实验装置,并将该装置于水平桌面上。请回答下列问题:
(1)实验时将水注入容器中,再滴入牛奶并搅拌均匀,目的是激光照射到水中时能够呈现出 ______。接着打开位于圆球正中央的激光笔并使绿光垂直照射到O点,该束绿光充当法线。但此时无法看见液面上方的光束,为了解决这一问题,你将采取的办法是______。
(2)接着再打开右侧的激光笔,此时可以观察到光从空气斜射入水中的过程中,光在两种介质的______上发生折射。随后再沿圆球的外表面向下移动右侧激光笔可以观察到折射光逐渐远离法线,由此可以得出的结论是 ______。
(3)慢慢转动底座转盘,直至观察到______的现象时,即可说明光在发生折射时折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
知识点三、生活中和自然界中的折射现象
1.如图所示,为了捉到一条鱼,猩猩用矛拼命地刺向水里却没有成功,这主要是由于光的折射现象,猩猩看到水中的鱼比实际位置要浅(选填“深”或“浅”)一些。
2.天文学上观察到的太阳跟它的实际位置有一定的偏差,这是由于地球周围大气层的密度不均匀,光线发生了_________的缘故。海市蜃楼也是由于空气的分布不均匀,从而导致_________而产生的现象。
典例02 成都天府音乐广场的喷泉池内装有射灯,人们从岸上看到的射灯的像在射灯实际位置的___________(选填“上方”或“下方”);如图所示,射灯发出的一束单色光照射到水与空气的交界面,发生了反射和折射(反射光线和折射光线未画出),当入射光线与界面夹角成时,折射光线与反射光线刚好垂直,此时折射角为___________度。
问题一:光的折射
【典例1】一条鱼跃出水面捕捉鸟的说法听起来像是童话里的故事。然而,尽管这似乎听起来是不可能的,但这一非同寻常的场景首次被摄像师捕捉到了。如图是在平静的海面上,一条特瓦利鱼突然跃出海面捕食乌燕鸥的情景。特瓦利鱼在水中看到水面上方的乌燕鸥实质是( )
A.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方 B.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的下方
C.乌燕鸡的实像,像在乌燕鸥的上方 D.乌燕鸥的实像,像在乌燕鸥的下方
【解题思路】解题口诀“折射虚高”。
无论是从水中看水面上的物体,还是从水面上看水中的物体,对应的现象都是光的“折射”,看到的像都是“虚”像,像的位置比实际物体位置偏“高”。简称“折射虚高”。
【答案】A
【大招快解】利用大招“折射虚高”,直接可以得到看到的像是虚像,像在物体上方。因此答案为A。
【典例2】如图所示,筷子在水中看起来向上偏折,下列能正确解释此现象的光路图是( )。
A.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的上方 B.乌燕鸥的虚像,像在乌燕鸥的下方
C.乌燕鸡的实像,像在乌燕鸥的上方 D.乌燕鸥的实像,像在乌燕鸥的下方
【解题思路】解题口诀“空气角大”。
在光的折射光路图中,不论是人射角还是折射角,空气所在那一侧对应的角更大,即为“空气角大”。
【答案】C
【大招快解】首先,由于人眼看到筷子是其反射的光进入人眼,则根据光线的箭头方向排除 A和 B。根据大招“空气角大”可知,空气所在那一侧的角度更大,故C正确,D 错误故答案为C。
【变式1-1】如图所示的光现象中,能用光的直线传播解释的是( )
A. 筷子折了 B. 海市蜃楼
C. 皮影戏 D. 水中倒影
【变式1-2】一个底面镀银的球冠形玻璃球放置在水平桌面上,其横截面如图所示。一条光线从玻璃球冠上表面的M点通过球心O射到球冠的底面N点。虚线PN为底面AB的法线。画出该光线经底面AB反射后在球冠形玻璃球内外的光路图。
【变式1-3】小林在“探究光的反射规律”实验中,如图甲所示,把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直的立在平面镜上,使一束光贴着纸板沿某一角度射到O点,经平面镜反射,沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的路径。
(1)图甲中,用激光笔让一束光沿着EO平行纸板射向镜面上的O点,小林能从不同方向看到纸板上的光束,是因为发生了 反射,在纸板上画出光路,再次改变EO的方向,重复上述实验,取下纸板,用量角器量出光线EO与 (选填“ON”或“CD”)的夹角,即为入射角,记下数据,比较反射角和入射角的大小关系;
(2)图甲中,当光沿FO的方向射向O点时,光会沿着OE的方向射出,说明在反射现象中光路是 的;
(3)小林让激光笔发出的激光沿EO射到平面镜上的O点,先不折转光屏时,ON右侧光屏上能观察到反射光线,再将右侧光屏沿ON向后转动,如图乙所示,右侧光屏上观察不到反射光线。这说明光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在 平面上;
(4)小林使入射光线与反射光线的夹角为60°时,则反射角大小应为 。
【基础强化】
1.如图所示,一只水鸟M站在浅水中觅食,该情景恰好解释了李白诗中“对影成三人”的由来。以下说法正确的是( )
A.N是光的反射形成的像
B.P是光的折射形成的像
C.P与M的大小一定相同
D.N与M的大小一定相同
2.中国的诗词歌赋蕴含着丰富的光学知识,下列说法正确的是( )
A.“举杯邀明月,对影成三人”,杯中的“明月”和实际的明月一样大
B.“起舞弄清影,何似在人间”,影子是由于光的折射形成
C.“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”,月亮是自然光源
D.“楼台倒影人池塘”,倒影是由于光的直线传播形成
3.如图所示的光现象,下列说法不正确的是 ( )
A.图中,小孔成像原理是光的直线传播
B.图中,雨后晴朗的夜晚,人迎着月光走时,亮处是水,暗处是地面
C.图中,把纸板F沿ON向后折一定的角度后,仍能在纸板F侧观察到光路
D.图中,铅笔在水面“折断”,它属于光的折射现象
4.日食、月食现象是由于光的 形成的;潜望镜是利用光的 制成的;斜插入水中的筷子看起来 弯折了(选填“向上”或“向下”),这是由于光从 斜射入 中发生了 现象。
5.小红周末帮妈妈洗衣服,如图是她家的可折叠洗衣机,在机械洗涤时同时进行超声波清洗。超声波的频率比人耳能听到的声音频 (选填“高”或“低”)。洗衣机桶内注入水后,小红往洗衣机桶内观看,感觉洗衣桶变“矮”了,这是光的 的现象。
6.如图是子墨的爷爷在河中叉鱼的情景,子墨爷爷很有经验,每次在船上看到河中的“鱼”时,叉子 (选填“正对着鱼”“对着鱼的上方”或“对着鱼的下方”)叉下去,这是由于光从水中射向空气时发生了 。
7.如图所示,一束光线AO斜射到水面上,请画出对应的折射光线和反射光线。
8.某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
(1)光从空气射入水中,入射点为O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于 度;
(2)图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点,则折射光线将会与 (选填“1”、“2”、“3”或“4”)重合,说明折射时光路是 的。
【素养提升】
9.下列有关光的现象中,说法正确的是( )
A.阳光下,微风吹拂的河面,波光粼粼,这里蕴含着光的反射现象
B.光与镜面成角射在平面镜上,则其反射角也是
C.人在照镜子时,总是靠近镜子去看,其原因是靠近时像会变大
D.由于光的折射,池水看起来比实际的深度深
10.在雨后有时能看到五颜六色的彩虹,彩虹是光的 现象。如图,看到太阳的周围出现一个彩色的光圈,这是一种罕见的天象——日晕,它是光透过高空云层中的冰晶 形成的,这种现象说明太阳光 (选填“是”或“不是”)单色光。
11.防涨水六不准中“不要到不熟悉的河边、池塘等地方下水游泳”,清澈的水看似很浅,实则很深,不明水情擅自下水容易发生溺水事故。在学习了物理之后,我们可以从物理的角度认识其中的原理,请在图中画出人眼看到池底A的大致光路图(A′是人眼看到的池底A的像)。
12.如图是小明研究“光现象”的实验示意图:
(1)实验前,在半透明空水槽中喷洒少许烟雾,再打开激光笔,根据 的原理,可清晰观察到光路,然后在水槽内壁的光斑A点处做上标记;
(2)为使B处的光点移至C处,则应使水槽中的水量 (增加/减少/不变);
(3)若BC间距离为3cm,则水面高度的变化量 (大于/等于/小于)3cm。
【能力培优】
13.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射,下列说法正确的是( )
A.入射角为60°
B.EF为界面,上方为空气
C.MN为界面,左侧为空气
D.光线CO为入射光线
14.如图所示,一束光在空气和玻璃的分界面上同时发生反射和折射,其光路如图所示,则下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线,入射角为67.5°
B.AO是入射光线,反射角为45°
C.CO是入射光线,折射角为22.5°
D.CO是入射光线,反射角为45°
15.在准备物理实验操作考试过程中,某同学利用玻璃板代替平面镜进行了“探究平面镜成像的特点”实验,如图甲所示。
(1)在水平桌面上铺一张白纸,将玻璃板 放置在白纸上,沿着玻璃板M面在纸上画一条直线,代表平面镜的位置;
(2)把点燃的蜡烛A放在玻璃板前,拿另一支与蜡烛A外形相同但未点燃的蜡烛B,在玻璃板后移动至某位置时,观察到其与蜡烛A的像完全重合,说明平面镜所成的像与物大小 ,此时蜡烛B的位置视作蜡烛A的像的位置;
(3)移动蜡烛A,多次实验,在白纸上标记下每次蜡烛A、B的位置,并用刻度尺测量它们到的距离,如图乙所示。该同学发现像与物的位置并没有关于平面镜对称。
①该同学猜想是因为玻璃板较厚,蜡烛A在玻璃板的两个表面分别成像,实验中每次确定像的位置时,错误的将蜡烛B与距离玻璃板 (填“较远”或“较近”)的像重合,从而造成了“不对称”的结果;
②为了验证该想法是否正确,该同学在玻璃板M面上贴一层半透明薄膜,这样只能看到一个蜡烛A的清晰的像,重复实验,结果发现像与物仍“不对称”;
③该同学分析该现象的产生可能与光的折射有关。请在图丙中补全该同学透过玻璃板观察蜡烛B的光路,并标出看到的“蜡烛B”的位置
④综合上面的现象及分析过程,在实验中确定蜡烛A的像的位置时,由于光的折射,实际是 完全重合,造成确定像的位置时出现偏差。
16.小明为探究光的折射规律设计了下面两个实验装置:如图甲所示的实验装置,其中光屏F可绕直径NOM前后折转。
(1)实验时,先让光屏E、F位于同一平面内,一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中,在光屏F上可以看到折射后的光束,观察发现折射光线和入射光线位于法线 ;小明将光屏F向后折转一定角度后,在光屏F上不能看到折射光,说明折射光线和入射光线 (选填“在”、“不在”)同平面内;
(2)小明将光屏F恢复原状,保持入射光不动,继续加水,会看到杯底的亮斑B向 (选填“左”、“右”、“上”)移动;
(3)小明继续用另一支激光笔让光沿着BO射向水面时,可看到折射光沿OA射出,这说明在光折射现象中光路是 。
(4)小明让一束光强不变的激光从某玻璃斜射向空气(如图乙、丙),不断调整入射角,通过实验得到如表格:
入射角α
0°
10°
20°
30°
40°
41.8°
50°
折射角β
0°
15.2°
30.9°
48.6°
81°
90°
反射能量
5%
7%
26%
43%
84%
100%
100%
①光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生,当入射角增大时,折射角 (选填“增大”、“减小”或“不变”),折射光线的能量 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当入射角时,折射光线消失,反射光线会变得更亮,即发生光的全反射现象。图像丁中的图线 (选填“a”或“b”)反映了上述实验中的两角关系;
17.王老师在课堂上将一个镀铬的光亮铁球放在燃烧的蜡烛火焰上缓慢转动,让烟尽可能地附着在小球表面上,使其外表面变黑。他解释烟就是未完全燃烧的碳,它能吸附空气而产生空气层。然后待熏黑的铁球冷却后浸没在盛有清水的烧杯中,此时放在水中的铁球变得非常亮。好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上的黑色物。当王老师把小铁球从水中取出时,发现熏黑的铁球依然如故,再将其放入水中时,出现的现象和前述一样。学生们大惑不解,王老师解释这是一种特殊的光学现象——光的全反射。光从一种介质射入另一种介质时,入射角增大到某一个值,折射角增大到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做光的全反射,发生全反射时仍然遵循光的反射定律。光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比叫做折射率。
光从折射率大的介质入射到折射率小的介质才有可能发生全反射现象。折射率较大的称为光密介质,折射率较小的称为光疏介质。光密介质和光疏介质是相对而言的,例如:水对空气来说就是光密介质,而对食用油来说就是光疏介质。
小明通过王老师的这节课学习后制作了一个神奇的魔术箱,如图所示。在空箱子中等高的A、B两点处,一处粘贴彩色脸谱,一处粘贴黑白脸谱,然后往箱子里面逐渐加水至一定量后,透过箱子的透明玻璃处看到黑白色脸谱完全变成彩色脸谱,光线AO从水中射向空气时会沿着OD方向发生全反射,B处脸谱则沿着光线BO从水中射出空气,进入人眼,光路如图所示。小明还与同学分享了他制作魔术箱时要注意的“厚度”和“距离”这两个重要参数。
其实在生活中也有许多利用光的全反射的例子,如光纤通信、钻石等贵重宝石的闪耀光芒、潜水镜、自行车尾灯。
(1)空气相对于食用油是 介质。(选填“光疏”或“光密”)
(2)王老师将熏黑的铁球放入水中是光通过 进入 时发生的全反射现象。
(3)小明在制作魔术箱时,彩色脸谱应当粘贴在 处(选填“A”或“B”),对于他分享的两个重要参数中请任选其中一个从制作材料或技巧方面进行具体说明: 。
(
12
)原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。