内容正文:
【第三章光的世界】
第三节 光的折射
一、单选题
1.下列光现象,是由于光的折射形成的是( )
A.日食月食现象
B.水中的倒影
C.海市蜃楼
D.在阳光的照射下,树荫下出现了一个个圆形的光斑
2.如图所示的四种光现象中,属于光的折射现象的是( )
A. 拱桥在湖水中倒影
B. 林间的光柱
C. 一叶障目不见泰山
D. 钢笔错位
3.一束光线从空气斜射入水面上,同时发生了反射和折射,下列图中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.下列有关光的表述正确的是( )
A.“凿壁偷光”——光的镜面反射
B.岸上的人看到水中的鱼——光的直线传播
C.晚上可以看到前面正在行驶的自行车的红色尾灯——光的反射
D.驾驶员看到后视镜中的景物——光的漫反射
5.小明去极地海洋馆游玩,看到了北极熊站立在透明水族箱内,它的头在水面上、身体在水面下,造成了“身首异处”的奇异场景,如图所示。下列哪种现象与此成因一致( )
A.镜花水月 B.黑板反光 C.海市蜃楼 D.小孔成像
6.如图所示,笔在水中发生了“折断”,以下四幅光路图中,能正确说明产生这一现象的原因的是( )
A. B.
C. D.
7.如图,固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A,经水面折射后在水底有一个光斑B。已知光束与水面的夹角为40°,S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是( )
A.反射角的大小为40°
B.当水面升高时,反射角和折射角都将变大
C.当水面升高时,光斑A和光斑B都将向右移动
D.当水面升高时,S'到水面的距离变小
二、多选题
8.古诗词是我国五千年灿烂文化的精髓,很多名句蕴含着丰富的物理知识,下列诗词中描述的现象属于光的折射的是( )
A.起舞弄清影 B.潭清疑水浅
C.楼台倒影入池塘 D.海市蜃楼画胜诗
9.“让我们荡起双桨,小船儿推开波浪,海面倒映着美丽的白塔,四周环绕着绿树红墙……红领巾迎着太阳,阳光洒在海面上,水中鱼儿望着我们,悄悄地听我们愉快歌唱。”这是一首广泛传唱的歌曲,其中涉及到的物理知识正确的说法是( )
A.相对于行驶的小船,河岸是运动的
B.“水中的白塔”的成因是光的折射
C.鱼儿看到的“我们”是变高了的虚像
D.鱼儿听到歌唱,说明声音能在水中传播
10.光从玻璃射向空气,下列说法正确的是( )
A.折射角一定小于入射角
B.光的速度改变了
C.光的传播方向一定会改变
D.当光射到玻璃和空气的界面时,反射和折射同时发生
11.小海站在莲花湖岸边,看到水中的鱼和云,他所看到的( )
A.云是光的反射所形成的虚像 B.云是光的反射所形成的实像
C.看到水中的鱼就是鱼本身 D.鱼是光的折射所形成的虚像
12.物理原理在生活中随处可见,下列说法中符合物理原理或物理规律的是( )
A.光从水中斜射入空气中、入射角大于折射角
B.擦在皮肤上的酒精很快变干,这是蒸发现象,需要吸热
C.同种物质在不同的状态下,其密度是相同的
D.太阳光的色散现象说明太阳光是多种色光组成的
13.如图这是光在空气和水的界面处发生反射和折射的光路图,,下列判断正确的是( )
A.AO是入射光线、OB是折射光线、是折射角
B.BO是入射光线、RS为法线、PQ为界面,PQ上方介质是水
C.反射角为30°,PQ为法线、RS为界面,RS左侧介质是空气
D.反射角为30°,PQ为法线、RS为界面,RS右侧介质是空气
14.如图所示,是光从空气斜射入玻璃中时,发生反射和折射的光路图,已知∠3=∠6,以下分析正确的是( )
A.入射光线是AO B.界面是EF
C.∠1是折射角 D.∠4是反射角
15.将铅笔放入盛水的烧杯中,下列现象符合事实的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
16.小翠同学漫步在清澈平静的湖边,同时看到了水中飞翔的小鸟和游动的小鱼,她看到水中的小鸟是由于光的 形成的,水中的小鱼是由于光的 形成的.
17.如图所示,是一束光由空气斜射入某种透明介质时。在界面上发生反射和折射的光路,则入射光线一定是 ,入射角的大小为 。
18.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射,图中表示法线的是 (选填“AD”或“BF”),折射角为 度,界面 侧是空气。
19.如图,一束激光斜射到空水槽底部O点,形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后,则水槽底部光斑移到O点的 (选填“左”或“右”)侧。继续沿水槽壁缓慢注水,则折射角将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
20.一束光从空气中斜射到水面上时发生了反射和折射,入射光线与水面成30°角,则入射角的大小为 ,反射角的大小为 ,折射角 (选填“等于”“大于”或“小于”)入射角。
21.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现象,其中折射光线是 ,反射光线是 ,反射角等于 。
22.如图所示,用激光笔将一束光从空气斜射入盛水的容器中,在容器底部形成光斑。
(1)若逐渐往容器中加水,底部的光斑将会向 移动。(选填“左”或“右”)
(2)改变入射光AO的角度,使∠AOM变大时,可以观察到∠CON会变 。
23.有一束光线在有机玻璃和空气这两种物质间进行传播,在它们的分界面上发生了光的反射和折射现象(如图),其中MM′、NN′分别是分界面或法线,则折射角 度,空气在 侧(填“MM′上”、“MM′下”、“NN′左”或“NN′右”)。
24.如图所示,一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生反射和折射,其中折射角等于 ,反射角等于 ;由此可判定 线的 端是空气.
四、计算题
25.如图2.97所示,一上下表面平行的玻璃砖,折射率n=,厚度为h。某单色光以入射角i=60°从上表面的O点射入,试画出光线穿过玻璃砖的光路图,并计算光线穿出玻璃砖时的偏移量。
五、作图题
26.如图所示,一束光从空气斜射入水中,画出其折射光路图。
27.如图所示,光线AO从空气中斜射向水面,请画出它的折射光线的大致位置和反射光线.
28.如图所示,小明站在水池旁观赏游鱼,同时水面上有一只蜻蜓飞过,他在岸上看到水中蜻蜓和鱼的像恰好重合。分别用B代表鱼、A代表蜻蜓,请画出小明看见蜻蜓和鱼的光路图。(保留作图痕迹)
六、实验探究题
29.小明利用图甲所示装置探究“光的折射特点”。
(1)甲图中一束光从空气射入水中,各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了 反射;
(2)小明把光屏F绕ON向后折,如图乙所示,此时在NOF面上看不到折射光线,此时,折射光线 (选填“存在”或“不存在”)。为了进一步研究,小明将纸板沿PQ剪开,将纸板的上半部分向后折,如图丙所示,发现在纸板右侧的 (选填“上部”或“下部”)会看到折射光线.此实验现象说明折射光线、入射光线和法线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小明多次实验得出表中数据,根据数据可知:若入射角增大,折射角将 ;
实验序号
1
2
3
4
入射角
15°
30°
45°
60°
折射角
11°
22°
33°
44°
(4)当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 度;
(5)小明多次改变入射角的大小进行实验的目的是 。
30.小明利用图示装置研究光的折射规律,水里的激光笔发出的光从水中斜射入空气中,在放置在空气中的光屏上形成了光斑。
(1)实验过程中,保持入射点不变,逐渐增大激光笔射向水面的入射角,则折射角逐渐 (选填“增大”或“减小”),光斑逐渐向 (选填“上”或“下”)移动。
(2)当入射角增大到某一角度时,折射光线消失,此时的折射角等于 。
(3)当光从空气射向水中时, (选填“会”或“不会”)出现折射光线消失的情况。
七、综合题
31.如图所示,渔民叉鱼时,由于光从 中斜射入 中时发生了折射,因此要将鱼叉对准看到的鱼的 (选填“上方”或“下方”)才能叉到鱼。若为渔民看见水中鱼的像,请通过光学作图找到鱼的大概位置S 。
32.如图所示,新坝中学初三(2)班STS课外兴趣小组,在探究折射角与入射角关系时,将一束光从玻璃射向空气,发现光在玻璃和空气的分界面处同时发生折射和反射现象,且折射角大于入射角;当入射角不断增大时,折射光线离法线越来越远,且越来越弱,反射光线却越来越强,当入射角增大到某一角度α时,折射角达到90°,折射光线就完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线;再减少入射角,当入射角小于α时,折射光线和反射光线又同时存在;而让光线从空气射向玻璃时,无论怎样改变入射角,折射光线和反射光线都同时存在.他们感到非常惊奇,大家又做了一遍,发现还是如此,这究竟是什么现象呢?
查阅资料得知,这种折射光线完全消失的现象叫全反射现象,而且此现象在医学和通信等方面都有广泛的应用。
阅读上面内容,请回答下面问题:
(1)用符号γ将上图中折射角标出;
(2)如果将一束光从空气射向玻璃, (选填:能、不能或可能)发生全反射现象;
(3)发生全反射现象的条件是:
① ;
② 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.日食和月食都是由于光的直线传播形成的,A不符合题意;
B.水中的倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,B不符合题意;
C.海市蜃楼是光在不均匀的大气中传播形成的光的折射现象,C符合题意;
D.在阳光的照射下,树荫下出现的一个个圆形的光斑是由于光的直线传播形成的,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】光线经过不同介质时,会发声折射现象;海市蜃楼是光的折射形成的。
2.【答案】D
【解析】【解答】A、拱桥倒影是指桥在镜子中成像,属于平面镜成像,是光的反射造成的;A不符合题意;
B、树木间的光线说明光是沿直线传播的;B不符合题意;
C、一叶障目,不见泰山是指树叶挡住光线,说明光是沿直线传播的;C不符合题意;
D、钢笔错位是因为光从一种透明介质进入另一种透明介质时,光路的方向发生改变而形成的,故属于光的折射现象,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】光从一种介质进入另一种介质中会发生偏转,就是折射现象.
3.【答案】D
【解析】【解答】解:A、一束光线从空气斜射入水面上,反射角等于入射角,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,而A图中的折射角大于入射角,故A错误;
B、一束光线从空气斜射入水面上,反射角等于入射角,光从空气射入水中,折射光线与入射光线分居法线两侧,而图中折射光线与入射光线在法线的同侧,故B错误;
C、一束光线从空气斜射入水面上,反射角等于入射角,光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,而C图中的折射角等于入射角,故A错误;
D、一束光线从空气斜射入水面上,反射角等于入射角,光从空气斜射入水中时,折射光线与入射光线分居法线两侧,并且折射角小于入射角,故D正确;
故选D.
【分析】反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
光的折射定律:折射光线与入射光线和法线在同一平面内;折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从水中斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角.
4.【答案】C
【解析】【解答】A.“凿壁偷光”是小孔成像的现象,原理是光的直线传播,A不符合题意;
B.岸上的人看到水中的鱼是光的折射现象,B不符合题意;
C.晚上可以看到前面正在行驶的自行车的红色尾灯是光的反射现象,C符合题意;
D.驾驶员看到后视镜中的景物是光的反射现象,且属于镜面反射,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,产生的现象有小孔成像、激光准直、影子的形成、日食和月食等;
(2)光线传播到两种介质的表面上时会发生光的反射现象,例如水面上出现岸上物体的倒影、平面镜成像、玻璃等光滑物体反光都是光的反射形成的;
(3)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质斜射入另一种介质时,就会出现光的折射现象,例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼、凸透镜成像等都是光的折射形成的。
5.【答案】C
6.【答案】D
【解析】【解答】人看到笔在水中发生了“折断”是由于从水中笔的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得笔被“折断”了,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】在水面上发生折射,折射角大于入射角。
7.【答案】D
8.【答案】B,D
【解析】【解答】A.“起舞弄清影”中影子的形成说明光是沿直线传播的,由于光的直线传播,被物体挡住后,物体后面就会呈现出阴影区域,就是影子,A不符合题意;
B.“潭清疑水浅”中“水浅”是水底看起来比较浅,这是由于光的折射形成的,看水底是逆着光的传播方向看的,即逆着折射光线看,由于错觉,我们始终认为光是沿直线传播的,所以看到的位置比实际位置浅,B符合题意;
C.“楼台倒影入池塘”中“倒影”是光的反射现象,池塘水面可看作反射面,来自楼台的光经过水面反射后成虚像,逆着反射光线望去,看见楼台倒立着在水中,C不符合题意;
D.海市蜃楼是一种光学幻景,是由于不同的空气层有不同的密度,来自地球上物体的光经大气多次折射而形成的虚像,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】光从一种介质进入另一种介质发生折射,光线经过不均匀的介质时发生折射现象。
9.【答案】A,C,D
10.【答案】B,D
【解析】【解答】A、光从一种介质垂直射到另一种介质上时,传播方向不变,此时折射角等于入射角,A不符合题意.
B、光从玻璃射向空气时,光的速度变大了,B符合题意;
C、当光从玻璃垂直射向空气时,光的传播方向不会改变,C不符合题意;
D、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,D符合题意.
故答案为:BD.
【分析】光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.(折射光路也是可逆的)
光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角.(注:光路是可逆的)
11.【答案】A,D
12.【答案】A,B,D
【解析】【解答】A、光从水中斜射入空气中时,折射光线将向远离法线方向偏折,折射角大于入射角.故A正确;
B、擦在皮肤上的酒精很快变干,酒精由液态变为气态,是汽化,汽化吸热.故B正确;
C、水和冰是同一种物质,但在不同的状态下,水和冰的密度是不相同的,故C错误;
D、太阳光经过三棱镜后,可以分解成七种色光,所以太阳光是复色光,而七种色光混合后成为白光.故D正确.
故选ABD.
【分析】A、光由一种介质斜射入另一种介质时,将发生折射,通过实验现象可得出折射规律,由空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角.
B、物质从液态变为气态是汽化过程,汽化吸热.
C、比较一下水和冰的密度可得出结论.
D、太阳光是复色光,是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光组成.
13.【答案】A,D
14.【答案】B,C,D
【解析】【解答】已知
因此
光反射中,反射角等于入射角,反射光线、入射光线分居法线两侧,折射光线、入射光线分居法线两侧,因此CO、OA、OB、MN分别是入射光线、反射光线、折射光线、法线,法线与界面垂直,所以界面是EF,∠5、∠4、∠1分别是入射角、反射角、折射角,A不符合题意,BCD符合题意。
故答案为:BCD。
【分析】光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。(折射光路也是可逆的)
15.【答案】A,B,C
16.【答案】反射;折射
【解析】【解答】解:①小鸟在天上,所以“小鸟”是在水中形成的像,即平面镜成像,故看到水中的小鸟是由光的反射形成的与物体等大的虚像.②因为鱼儿是在水中的实际物体,是由于光线从水中通过空气折射进入了人的眼睛,我们看到水中的鱼,其实看到的是鱼的虚像,是由光的折射形成的.故答案为:反射;折射.
【分析】①要解决此题,需要掌握平面镜成的像是与物体等大的虚像,知道平面镜成像是由于光的反射形成的.②要掌握光的折射现象.我们看到水中的物体,其实看到的是物体的虚像,是由光的折射形成的.
17.【答案】BO;75
【解析】【解答】如果AO是入射光线,则OC为反射光线,OB为折射光线,而折射光线与法线重合,AO不是入射光线;如果BO是入射光线,则OC为反射光线,OA为折射光线,并且遵守反射定律和折射定律,符合题意,所以BO是入射光线。
由图示知,反射光线与反射光线的夹角为150°,根据反射角与入射角相等得出,入射角为
【分析】发生折射和反射现象时,反射光线和折射光线在法线同侧;根据反射角等于入射角判断角度大小。
18.【答案】BF;60;左
19.【答案】左;不变
【解析】【解答】 向水槽中注入适量水后,折射光线会靠近法线,所以 水槽底部光斑移到O点的 左侧, 继续沿水槽壁缓慢注水,光的传播介质不变,所以折射角不变。
综上 第1空、 左; 第2空、不变。
【分析】折射规律:光从空气中传播到水中,折射光线会偏向法线,光从水中射向空气中,折射光线会远离法线。
20.【答案】60°;60°;小于
【解析】【解答】如题图,入射光线与液面的夹角是30°,所以入射角为: ;根据光的反射定律可知,反射角等于入射角也为60°;当光线从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
【分析】(1)光的反射定律的内容:反射光线与入射光线、法线在同一平面上;反射光线和入射光线分居在法线的两侧;反射角等于入射角;(2)光的折射定律的内容:入射光线、法线、折射光线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,当光线从空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角;当光线从其它介质斜射入空气时,则折射角大于入射角;(3)要掌握入射角、反射角、折射角的概念,知道入射角是入射光线与法线的夹角;反射角是反射光线与法线的夹角;折射角是折射光线与法线的夹角。
21.【答案】OG;OF;30°
【解析】【解答】由图可知,∠BOE=60°,所以:∠COE=90°−60°=30°,
而∠COF=30°,根据反射角等于入射角,所以CD为法线,AB为界面,反射光线和入射光线分别位于法线两侧,折射光线和入射光线分别位于法线两侧,则OG为折射光线,EO为入射光线,OF为反射光线。则∠COF为反射角,反射角等于30°。
【分析】光发生反射时,反射角等于入射角,可以判断此时的折射光线,并能判断法线、入射光线和反射光线。
22.【答案】(1)左
(2)大
23.【答案】30;NN′左
【解析】【解答】如图可知 , ,所以 ,即这两个角是入射角和反射角,所以MM′是法线,NN′是界面。又因为折射光线和入射光线分居在法线的两侧,所以空气在NN′左侧,CO是入射光线,OA是反射光线,OB是折射光线。折射角为
【分析】反射角等于入射角;折射光线和入射光线分居法线的两侧,反射光线和入射光线分居法线的两侧;当光从空器斜射入其他物质时,折射角小于入射角。
24.【答案】55º;50º;NN´;左
【解析】【解答】在反射现象中,反射角等于入射角,且反射光线和折射光线都与入射光线分居在法线两侧,所以NN为界面,MM为法线,入射角为50°,反射角也为50°,折射角为55°,光是由玻璃射向空气,则 NN´的左端是空气.
【分析】反射定律:反射角等于入射角,反射光线、入射光线、法线处于同一平面、在反射中光路是可逆的;
折射规律:光从空气中传播到水中,折射光线会偏向法线,光从水中射向空气中,折射光线会远离法线。
25.【答案】由折射定律知,在 O点折射时,折射角r满足sinγ= ,γ=30°。设光线从下表面的O'点穿出,则第二次折射的入射角为30° ,对应的折射角为60°,可知光线AO与O'B平行。光路图如图2.98所示。将光线O'B反向延长,设侧移量为d,则由图中几何关系,有d=OO'sin(i- γ),而OO'= ,即d= ,代人数据得d=
【解析】【分析】根据题意画出对应的光路图,根据折射定律n=计算出此时的折射角,然后根据光路的可逆性确定射入空气时的入射角和折射角,最后利用三角函数的知识计算光线穿出玻璃砖时的偏移量。
26.【答案】
【解析】【解答】光线从空气斜射入水中,折射光线靠近法线,折射角小于入射角, 如图 。
【分析】光线发生折射时,空气中的角度较大。
27.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】解:过入射点O垂直界面作出法线,已知入射光线与水平面的夹角为40°,则入射角为90°﹣40°=50°,根据反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角在空气中法线的另一侧作出反射光线,
根据折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,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:
【分析】反射与入射的关系:反射光线、入射光线、法线在同一个平面内,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;
折射与入射的关系:折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;
根据以上内容作出反射光线和折射光线.
28.【答案】
【解析】【解答】①通过A点作分界面的垂线,然后根据“物像等距”在分界面下方这条直线上找到对应的像点A';
②连接A'C,与分界面的交点就是入射点O,连接OC为反射光线,连接AO为入射光线;
③小明看到水中蜻蜓和鱼的像重合,即OC也是鱼发出光线对应的折射光线,O点也是对应的入射点,最后连接BO为入射光线即可,如下图所示:
【分析】物体在平面镜中所成的像是所有反射光线反向延长线的交点,即所有的反射光线都经过交点。既然这条反射光线还经过C点,那么可以将像点和C相连,连线与水面的交点就是入射点,最后再补充光路图即可。
29.【答案】(1)漫
(2)存在;下部;在
(3)增大
(4)0
(5)寻找普遍规律
【解析】【解答】1) 各个方向的同学都能观察到此现象,是因为光发生了漫反射
综上 第1空为漫
2) 折射光线、法线和入射光线在同一平面,所以折射光线存在, 将纸板的上半部分向后折,发现在纸板右侧的 下部看到折射光线
综上第1空为存在;第2空为下部;第3空为在
3) 若入射角增大,折射角将 增大
综上 第1空为增大
4) 当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 0°
综上 第1空为0
5)多次实验的目的为 寻找普遍规律
综上 第1空为寻找普遍规律
【分析】根据反射的分类、折射规律、折射角和入射角的关系填空
1、反射的分类:投射在粗糙表面上的光向各个方向反射的现像,镜面反射:反射面比较光滑,当平行入射的光线射到这个反射面时,仍会平行地向一个方向反射出来
2、折射规律: 折射光线、法线和入射光线在同一平面,当光线经过不同介质时会发生折射,光从空气传播到水中,折射光线偏向法线
3、折射角和入射角的关系:光从空气射向水中,折射角小于入射角,折射角随着入射角的增加而增加
30.【答案】(1)增大;下
(2)90°
(3)不会
【解析】【解答】探究光的折射规律时,
(1)实验时,保持入射点不变,随着入射角逐渐增大,折射角也逐渐增大,折射光线会远离法线向下偏,容器上的光斑逐渐向下移动;
(2)当入射角增大到某一角度时,折射光线消失,此时的折射光线和水面重合,水面和法线是垂直的,说明折射光线和法线垂直,折射角等于90°;
(3)当光从空气射向水中时,由于折射角小于入射角,随着入射角的增大,折射角也增大,但始终小于入射角,就不会出现和水面重合的现象,折射光线不会消失。
【分析】(1)光线发生折射时,随着入射角增大,折射角也变大;
(2)折射光线和法线垂直时,折射角为90°;
(3)光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射光线不可能和水面重合。
31.【答案】水;空气;下方;
32.【答案】(1)如图:
(2)不能
(3)光从玻璃斜射入空气中;当入射角≥α时
【解析】【解答】(1)折射光线与法线的夹角为折射角γ;如图所示: (2)因为光从空气斜射入玻璃中时,折射角永远小于入射角,因此折射光线不能消失;(3)只有当折射角大于入射角时,才会发生全反射现象,因此发生全反射的条件之一为折射角大于入射角,即光从玻璃斜射入空气中;当折射光线刚好消失时,对应的入射角为临界角α,根据折射角大于入射角的原则,因此发生全反射的条件之二为入射角大于等于临界角。
【分析】垂直于空气和玻璃界面的线为法线,根据光线的方向确定折射光线,然后再根据折射光线与法线的夹角标出折射角;根据折射角和入射角的关系进行分析,即当折射角大于入射角时,并且入射角又等于临界角时,才会发生全反射现象;根据折射角大于入射角时,才有可能发生全反射现象分析光线的传播方向;再根据折射光线消失时,结合折射角大于入射角分析入射角的取值范围。
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