内容正文:
第 18 讲 光的折射
板块一 光的折射现象
题型一研究光的折射现象
智慧锦囊
研究光的折射现象实验时,背景最好使用粗糙白屏,一是可以使光线发生漫反射,便于从各个角度观察,二是可以使光线醒目。水中滴加少量牛奶后搅拌均匀,可以更好显示水中光路。
【例1】小夏探究光的折射现象,将一束光从空气斜射入水中发生折射,实验数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
15°
30°
45°
60°
75°
折射角r
11°
22°
32°
40°
46°
(1)分析数据,可以得到结论:光从空气斜射入水中时,折射角 小于 入射角;当入射角逐渐减小时,折射角逐渐 减小 。
(2)让光从水中斜射向空气中,入射角选用表中的折射角的度数,折射角恰好等于表中相应的入射角的度数,说明光路是 可逆 的。
(3)让光从水射向空气,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近90°的是 折射角 (选填“入射角”或“折射角”)。
【例2】光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ 2 (选填“1”“2”或“3”),分界面为 ② (选填“①”“②”),分界面的 上 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 大 。
题型二 生活中的折射现象
智慧锦囊
分析生活中的折射现象时,第一步弄清光是由哪一种介质斜射到哪一种介质;第二步分析折射光是靠近法线还是远离法线。
【例3】一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C 处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会(D)
A.在原地不动 B.先向左移再向右移 C.向左移动 D.向右移动
【例4】在空气中 A 处看到水中B 处有一条鱼,眼睛看到的是 D (选填“C”或“D”)处鱼的 虚像 (选填“虚像”或“实像”),这是由于发生了光的折射,折射角 大于 (选填“小于”“等于”或“大于”)入射角导致的。若在 A 处发射一束激光照亮水中的鱼,光束应朝向 B (选填“B”“C”或“D”)处射入。
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典题精练
1.如图所示,一辆玩具车放入水中,从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了,其原因是发生了(C)
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
2.如图所示,在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是(C)
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
3.如图所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P,若你在三棱镜的右侧观察,则所看到的物体 P 的像大致在(A)
A. A 点处 B. B 点处 C. C 点处 D. D 点处
4.如图所示,光线从空气射入某种液体中,入射角为45°,折射角为30°,光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来,最后光线又回到空气中的折射角是(B)
A.30° B.45° C.55° D.60°
5.如图所示,入射光线 SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为 32°,玻璃砖的 cd 面上镀有不透明的反光金属薄膜。则下列说法中正确的是(C)
A.光线经 cd 面反射后循原路返回
B.光线经 cd 面反射后从 ab 面上将全部反射,没有折射
C.光线经 cd 面反射后从 ab 面射出,折射角为45°
D.光线经 cd 面从 ab 面射出,折射角为32°
6.如图所示,一束激光沿 直线 斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑,其方向与水平方向成45°,现向水槽中匀速注入适量水后,则光斑移到O 点的 左 (选填“左”或“右”)侧,继续沿水槽壁匀速注水,则折射角 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);若水面上升速度为v水,光斑移动速度为 v光斑,则两者的大小关系是v水 > (选填“>”“<”或“=”)v光斑。
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板块二 光学综合作图
题型一 光的折射作图
【例1】如图所示,S是水中一发光点,S₁ 是在水面上看到的 S 点的像。L是S 点发出的一条光线,L₁ 是 S 点发出的另一条光线经水面的折射光线,试画出L 的折射光线及. 的入射光线。
题型二 光的直线传播与光的折射综合作图
【例2】小明站在池水旁观赏游鱼,恰好看见一架飞机飞过,分别用A 代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机,请画出小明看见鱼和飞机的光路图,并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。(保留必要的作图痕迹)
题型三 :光的反射与光的折射综合作图
智慧锦囊<
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线偏折,入射角大于折射角;光垂直界面射入时,传播方向不改变;此时折射角等于入射角等于0。
【例3】如图所示,平面镜与水平方向成45°角,OA 是光线经过平面镜反射后的反射光线,请画出OA 对应的入射光线,并将光线OA 穿过半圆形玻璃砖后的光路补充完整。
【例4】如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的 A 点,经水折射和平面镜一次反射后射向水面的 B 点,请作出该过程的光路图。
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典题精练
1.(2024西安模拟)如图所示,水中一激光灯 S 发出的一束光,经水中平面镜反射后从水面的A点射出,请完成其光路图(保留作图痕迹)。
2.(2023广西)如图是经平面镜反射后的反射光线,请画出射向平面镜的入射光线和进入空气中的折射光线。
3.(2024南充模拟)如图所示,小羽家墙角有一鱼缸,盛了一部分水,小羽用激光笔从 A 点射向水面,在缸底C 点和墙上B 点照出两个光斑,请帮小羽完成激光笔射出的光形成光斑的光路图。
4.如图,光源S 发出的一束光从空气射向水面,在容器壁上点 P、Q处出现光点,画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线。
5.如图,空气中某点光源S发出的一条光线射向水面,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点。请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向(保留作图痕迹)。
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$$第 18 讲 光的折射
板块一 光的折射现象
题型一研究光的折射现象
智慧锦囊
研究光的折射现象实验时,背景最好使用粗糙白屏,一是可以使光线发生漫反射,便于从各个角度观察,二是可以使光线醒目。水中滴加少量牛奶后搅拌均匀,可以更好显示水中光路。
【例1】小夏探究光的折射现象,将一束光从空气斜射入水中发生折射,实验数据如表:
实验序号
1
2
3
4
5
入射角i
15°
30°
45°
60°
75°
折射角r
11°
22°
32°
40°
46°
(1)分析数据,可以得到结论:光从空气斜射入水中时,折射角 小于 入射角;当入射角逐渐减小时,折射角逐渐 减小 。
(2)让光从水中斜射向空气中,入射角选用表中的折射角的度数,折射角恰好等于表中相应的入射角的度数,说明光路是 可逆 的。
(3)让光从水射向空气,不断增大入射角,折射角也随之增大,其中先接近90°的是 折射角 (选填“入射角”或“折射角”)。
【例2】光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示,其中折射角为∠ 2 (选填“1”“2”或“3”),分界面为 ② (选填“①”“②”),分界面的 上 方为水。当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变 大 。
题型二 生活中的折射现象
智慧锦囊
分析生活中的折射现象时,第一步弄清光是由哪一种介质斜射到哪一种介质;第二步分析折射光是靠近法线还是远离法线。
【例3】一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C 处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会(D)
A.在原地不动 B.先向左移再向右移 C.向左移动 D.向右移动
【例4】在空气中 A 处看到水中B 处有一条鱼,眼睛看到的是 D (选填“C”或“D”)处鱼的 虚像 (选填“虚像”或“实像”),这是由于发生了光的折射,折射角 大于 (选填“小于”“等于”或“大于”)入射角导致的。若在 A 处发射一束激光照亮水中的鱼,光束应朝向 B (选填“B”“C”或“D”)处射入。
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典题精练
1.如图所示,一辆玩具车放入水中,从侧面看车轮浸入水中的部分变“扁”了,其原因是发生了(C)
A.光的直线传播 B.光的反射 C.光的折射 D.光的色散
2.如图所示,在平静的湖水中,看到“云在水中飘,鱼在云上游”,对于该现象中的云和鱼,下列说法正确的是(C)
A.云和鱼都是光的反射形成的像
B.云和鱼都是光的折射形成的像
C.云是光的反射形成的像,鱼是光的折射形成的像
D.云是光的折射形成的像,鱼是光的反射形成的像
3.如图所示的三角形是一个三棱镜的截面。三棱镜的左侧有一个物体P,若你在三棱镜的右侧观察,则所看到的物体 P 的像大致在(A)
A. A 点处 B. B 点处 C. C 点处 D. D 点处
4.如图所示,光线从空气射入某种液体中,入射角为45°,折射角为30°,光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射回来,最后光线又回到空气中的折射角是(B)
A.30° B.45° C.55° D.60°
5.如图所示,入射光线 SO以45°入射角从空气射入两面平行的玻璃砖中,折射角为 32°,玻璃砖的 cd 面上镀有不透明的反光金属薄膜。则下列说法中正确的是(C)
A.光线经 cd 面反射后循原路返回
B.光线经 cd 面反射后从 ab 面上将全部反射,没有折射
C.光线经 cd 面反射后从 ab 面射出,折射角为45°
D.光线经 cd 面从 ab 面射出,折射角为32°
6.如图所示,一束激光沿 直线 斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑,其方向与水平方向成45°,现向水槽中匀速注入适量水后,则光斑移到O 点的 左 (选填“左”或“右”)侧,继续沿水槽壁匀速注水,则折射角 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”);若水面上升速度为v水,光斑移动速度为 v光斑,则两者的大小关系是v水 > (选填“>”“<”或“=”)v光斑。
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板块二 光学综合作图
题型一 光的折射作图
【例1】如图所示,S是水中一发光点,S₁ 是在水面上看到的 S 点的像。L是S 点发出的一条光线,L₁ 是 S 点发出的另一条光线经水面的折射光线,试画出L 的折射光线及. 的入射光线。
题型二 光的直线传播与光的折射综合作图
【例2】小明站在池水旁观赏游鱼,恰好看见一架飞机飞过,分别用A 代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机,请画出小明看见鱼和飞机的光路图,并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。(保留必要的作图痕迹)
题型三 :光的反射与光的折射综合作图
智慧锦囊<
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线偏折,入射角大于折射角;光垂直界面射入时,传播方向不改变;此时折射角等于入射角等于0。
【例3】如图所示,平面镜与水平方向成45°角,OA 是光线经过平面镜反射后的反射光线,请画出OA 对应的入射光线,并将光线OA 穿过半圆形玻璃砖后的光路补充完整。
【例4】如图所示,在清水池底水平放置一平面镜,一束光射向水面的 A 点,经水折射和平面镜一次反射后射向水面的 B 点,请作出该过程的光路图。
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1.(2024西安模拟)如图所示,水中一激光灯 S 发出的一束光,经水中平面镜反射后从水面的A点射出,请完成其光路图(保留作图痕迹)。
2.(2023广西)如图是经平面镜反射后的反射光线,请画出射向平面镜的入射光线和进入空气中的折射光线。
3.(2024南充模拟)如图所示,小羽家墙角有一鱼缸,盛了一部分水,小羽用激光笔从 A 点射向水面,在缸底C 点和墙上B 点照出两个光斑,请帮小羽完成激光笔射出的光形成光斑的光路图。
4.如图,光源S 发出的一束光从空气射向水面,在容器壁上点 P、Q处出现光点,画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线。
5.如图,空气中某点光源S发出的一条光线射向水面,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点。请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向(保留作图痕迹)。
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