内容正文:
第16讲 光的折射(培优讲义)
课标要点
1.认识光的折射现象,理解并掌握光的折射规律。
2.能准确区分光的直线传播、光的反射与光的折射三类光现象。
3.能运用光的折射规律,规范解释生活与自然界中的典型折射现象。
4.完整经历光的折射规律实验探究过程,掌握变量控制与数据归纳方法,提升实验观察与现象分析能力。
5.对比辨析光的反射与折射的异同点,厘清易混概念,构建系统的光学知识体系。
6.掌握折射光路图的规范作图方法,将物理规律应用于解决实际问题。
1.以实验探究为核心载体,梳理完整探究流程与操作要点,在现象观察、数据记录与规律提炼的过程中,强化科学探究思维与现象归纳能力。
2.采用对比辨析的学习方法,从传播条件、光路特点、角度规律、光速变化等维度梳理三类光现象、反射与折射的核心差异,建立清晰知识边界,规避概念混淆。
3.以光路作图与生活现象分析为抓手,总结规范作图技巧与 “现象 - 光路 - 规律” 的通用分析步骤,通过典型题型强化知识迁移,提升物理规律的实际应用能力。
方法指导
考点01 光的折射现象
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.基本概念
①入射光线:射向介质分界面的光线
②折射光线:进入另一种介质后发生偏折的光线
③法线:过入射点且垂直于介质分界面的直线(辅助线,用虚线表示)
④入射角:入射光线与法线的夹角
⑤折射角:折射光线与法线的夹角
2.特殊情况:当光垂直入射到介质分界面时,传播方向不发生改变,此时仍属于光的折射现象,折射角与入射角均为 0°。
【深化点拨】
1.折射现象的两种成因
①光在两种不同的均匀介质中传播,在分界面处发生偏折(如空气和水的界面、空气和玻璃的界面);
②光在同种不均匀介质中传播时也会发生折射(如海市蜃楼、星光闪烁、夏天路面的 “水洼” 幻象)。
2.折射与反射的直观区别
①光的反射:光线返回原介质,不进入第二种介质;
②光的折射:光线穿过分界面,进入另一种介质。
【典型例题】
1.下列现象中,不属于光的折射现象的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B. 池水看起来比实际浅
C. 湖面倒映岸边垂柳
D. 斜插入水中的筷子向上弯折
【答案】C
【解答】解:彩虹是光的色散现象,本质是光的折射;池水变浅、筷子弯折都是光从水中斜射入空气发生折射形成的;湖面倒映垂柳是平面镜成像,属于光的反射现象。
故选C。
2.关于光的折射,下列说法正确的是( )
A. 光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生偏折
B. 光只有斜射时才会发生折射现象
C. 发生折射的同时一定伴随光的反射
D. 折射角一定小于入射角
【答案】C
【解答】解:A.光垂直入射到介质分界面时,传播方向不变,A 错误;
B.垂直入射也属于光的折射,只是传播方向不改变,B 错误;
C.光在两种介质分界面处,发生折射的同时,总有一部分光线被反射回原介质,因此一定伴随反射,C 正确;
D.光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,D 错误。
故选 C。
考点02 光的折射规律
1.三线共面:折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
2.两线分居:折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
3.角的变化规律
(1)光从空气斜射入水或玻璃等其他介质中时,折射角小于入射角;
(2)光从水或玻璃等其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角;
(3)入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
4.光路可逆:在光的折射现象中,光路是可逆的。
【深化点拨】
1.规律记忆技巧:空气中的角始终更大。无论光线是入射还是折射,只要在空气侧,对应的角度(入射角或折射角)就大于另一侧介质中的角度。
2.垂直入射的特殊性:入射角为 0° 时,折射角也为 0°,传播方向不变,是折射规律的特殊情况,不违背折射规律。
3.不同介质对光的偏折能力不同,玻璃对光的偏折能力比水更强;相同入射角下,玻璃中的折射角更小。
【光的反射与光的折射对比】
光的反射
光的折射
介质环境
光线返回原介质
光线进入另一种介质
角度关系
反射角等于入射角
折射角与入射角一般不相等,空气侧角度更大
三线关系
三线共面,两线分居法线两侧
三线共面,两线分居法线两侧
光路特点
光路可逆
光路可逆
垂直入射
反射角 0°,光线原路返回
折射角 0°,传播方向不变
【典型例题】
1.一束光从空气斜射入水中,入射角为 30°,下列说法正确的是( )
A.折射角可能等于 30°
B.折射角一定大于 30°
C.折射角一定小于 30°
D.入射角增大,折射角减小
【答案】C
【解答】解:光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,入射角为 30°,因此折射角一定小于 30°;入射角增大时,折射角也随之增大。
故选 C。
2.下列光路图中,能正确表示光从空气射入玻璃中的是( )
A.折射角大于入射角
B.折射角小于入射角,两线分居法线两侧
C.斜射时传播方向不发生偏折
D.入射光线与折射光线在法线同侧
【答案】B
【解答】解:光从空气斜射入玻璃中,折射光线与入射光线分居法线两侧,且折射角小于入射角。
A 选项折射角大于入射角,错误;
B 选项符合折射规律,正确;
C 选项斜射时传播方向未偏折,错误;
D 选项两线在法线同侧,错误。
故选B。
考点03 生活中的折射现象
1.常见折射现象:池水变浅、筷子弯折、水中鱼的位置偏高、海市蜃楼、彩虹(光的色散,本质是折射)、放大镜成像等。
2.现象解释逻辑:物体发出(或反射)的光从一种介质斜射入另一种介质时发生折射,人眼逆着折射光线看去,默认光线沿直线传播,因此看到的是物体的虚像,虚像位置比物体实际位置偏高。
【深化点拨】
1.两类观察视角的像的位置
(1)从岸上看水中的物体:虚像在实际物体的上方;
(2)从水中看岸上的物体:虚像也在实际物体的上方。
2.折射形成的像都是虚像,由折射光线的反向延长线会聚而成,不能用光屏承接。
【典型例题】
1.潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像
B.变高了的虚像
C.变矮了的实像
D.变矮了的虚像
【答案】B
【解答】解:岸边树反射的光从空气斜射入水中时发生折射,折射角小于入射角,折射光线靠近法线向下偏折;潜水员逆着折射光线看去,认为光沿直线传播,因此看到的是树的虚像,且虚像位置比实际位置更高。
故选 B。
2.潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像
B.变高了的虚像
C.变矮了的实像
D.变矮了的虚像
【答案】B
【解答】解:池底反射的光从水中斜射入空气中时,在水面处发生折射,折射角大于入射角,折射光线向水面偏折;人眼逆着折射光线看去,认为光线是沿直线传播的,因此看到的是池底的虚像,虚像的位置比池底的实际位置偏高,所以池水看起来比实际浅。
光的折射光路图作图步骤
1.画法线:过入射点作垂直于介质分界面的虚线,即为法线;
2.定方向:判断光线从哪种介质进入哪种介质,根据 “空气角大” 确定折射光线的偏折方向(靠近法线或远离法线);
3.画光线:沿入射方向画入射光线,沿偏折方向画折射光线,标注箭头表示传播方向;
4.标角度:必要时标出入射角和折射角,注意角度均为光线与法线的夹角,而非与界面的夹角。
常见易错点辨析
1.易错点一:认为 “光从一种介质进入另一种介质就一定会发生偏折”
纠正:垂直入射时传播方向不变,但仍属于光的折射现象。
2.易错点二:混淆折射角的定义
纠正:折射角是折射光线与法线的夹角,不是与介质界面的夹角。
3.易错点三:认为折射现象只能在两种介质分界面发生
纠正:同种不均匀介质中也会发生折射,比如夏天柏油路面的 “水影”、星光闪烁都是大气不均匀导致的折射。
光路可逆的应用
根据光路可逆原理,如果知道折射光线的方向,反向推导入射光线的方向时,规律依然成立。例如:人看到水中鱼的虚像,若用激光笔照射鱼,只需瞄准看到的虚像位置,激光经水面折射后就能准确照到鱼的实际位置。
角度01 基础概念辨析题
1.下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
【答案】D
【解答】解:A 错误:光垂直入射两种介质界面时,传播方向不发生偏折。
B 错误:垂直入射属于光的折射现象,只是传播方向保持不变。
C 错误:折射角是折射光线与法线的夹角,而非与介质分界面的夹角。
D 正确:同种不均匀介质中也会发生折射,星光闪烁、柏油路面 “水景” 均是该原理。
故选D。
2.下列现象中,不能用光的折射规律解释的是( )
A.夏天柏油路面远处看起来像有一层积水
B.立竿见影
C.清澈的池水看起来比实际更浅
D.雨后天空出现彩虹
【答案】B
【解答】解:立竿见影是光沿直线传播形成的影子;A 是不均匀空气的折射现象,C 是水与空气界面的折射现象,D 的色散本质也是光的折射。
故选B。
角度02 折射规律定量判断题
3.一束光从空气斜射入水中,入射光线与水面的夹角为 40°,则下列说法正确的是( )
A.入射角为 40°
B.折射角大于 50°
C.折射角小于 50°
D.折射角等于 40°
【答案】C
【解答】解:入射角是入射光线与法线的夹角,法线与水面垂直,因此入射角 = 90°−40°=50°;根据 “空气角大” 规律,光从空气斜射入水中时折射角小于入射角,即折射角小于 50°。
故选C。
4.光从水中斜射入空气,入射角为 30°,则折射角的大小可能为( )
A.0° B.25° C.30° D.45
【答案】D
【解答】解:光从水斜射入空气,折射角大于入射角,因此折射角应大于 30°,只有 D 选项符合;只有垂直入射时,折射角才为 0°。
故选D。
角度03 光的折射作图题
5.一束光自空气斜射入水中时的折射光线如图所示。请在图中大致画出折射光线对应的入射光线,并标出入射角i和折射角r。
【答案】
【解答】解:过折射点垂直水面的法线已作出,在法线右侧的水中画出入射光线AO,方向指向入射点,注意入射角大于折射角,折射角为折射光线与法线的夹角,标出入射角i和折射角r,如图所示:
角度04 生活现象解释题
6.炎热的夏天,常会看到柏油马路远处的路面好像有一汪水,还能映出远处车辆的倒影,走近后却发现路面干燥。请用物理知识解释这一现象。
【答案】见解析
【解答】解:夏天柏油路面温度高,会加热附近空气,导致路面上方空气密度不均匀(越靠近路面,空气密度越小)。光在不均匀的空气中传播时会不断发生折射,远处物体的光经空气折射后进入人眼,人眼逆着折射光线看去,就会觉得路面像有水一样发亮,形成 “水景”,这是同种不均匀介质中发生的光的折射现象。
7.下列关于 “池水变浅” 现象的说法正确的是( )
A.池底反射的光从空气斜射入水中发生折射,让人看到池底的虚像
B.人看到的池底是实像,位置比实际位置高
C.池底反射的光从水中斜射入空气,折射角大于入射角
D.潜水员在水中看岸边的人,会觉得人比实际更矮
【答案】C
【解答】解:A 错误:是池底的光从水中斜射入空气发生折射。
B 错误:人看到的是池底的虚像,由折射光线的反向延长线会聚形成。
C 正确:光从水斜射入空气,折射角大于入射角,符合 “空气角大” 规律。
D 错误:潜水员看岸边的人,光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,虚像位置比实际人更高。
故选C。
角度05 光路可逆原理应用题
8.有经验的渔民叉鱼时,要瞄准看到的鱼的下方才能叉到真实的鱼;如果改用激光枪捕鱼,要想击中水中的鱼,正确做法是( )
A.瞄准看到的鱼的位置
B.瞄准看到的鱼的位置上方
C.瞄准看到的鱼的位置下方
D.以上方法都无法击中
【答案】A
【解答】解:人看到鱼,是鱼反射的光经水面折射后进入人眼;根据光路可逆原理,从人眼位置射出的激光,逆着折射光线方向入射,经水面折射后会沿原入射光线传播,准确照射到真实的鱼,因此直接瞄准看到的虚像位置即可。
故选A。
9.在探究光的折射规律实验中,让光从空气以 45° 入射角射入水中,测得折射角为 30°;若保持入射点不变,让光从水中以 30° 入射角射向水面,则折射角为______°,这说明在光的折射现象中,光路是______的。
【答案】45;可逆
【解答】解:根据光路可逆原理,光逆着原来的折射光线入射,会逆着原来的入射光线射出,因此折射角等于原来的入射角 45°。
故答案为:45;可逆。
角度06 综合情境进阶题
10.向空碗中缓慢加水,原本在碗边看不到的硬币逐渐能被看到。下列说法正确的是( )
A.加水前看不到硬币,是因为光发生了反射
B.加水后能看到硬币,是光的直线传播现象
C.我们看到的是硬币的虚像,位置比实际偏高
D.水面越高,看到的硬币像的位置越低
【答案】C
【解答】解:A 错误:加水前看不到硬币是光沿直线传播,硬币的光被碗壁遮挡。
B 错误:加水后能看到硬币,是硬币反射的光从水中斜射入空气发生折射导致的。
C 正确:人眼逆着折射光线看去,形成的是虚像,位置比实际硬币偏高。
D 错误:水面越高,入射点越靠上,折射光线反向延长线形成的虚像位置越高。
故选C。
【例1】(2023•烟台)中华文化博大精深,有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是( )
A.起舞弄清影 B.潭清疑水浅
C.风吹草低见牛羊 D.楼台倒影入池塘
【答案】B
【解答】解:A.“起舞弄清影”,是由光的直线传播形成的,故A错误。
B.“潭清疑水浅”是由于池底的光从水中斜射入空气中时发生折射,折射角大于入射角而形成的,故B正确。
C.“风吹草低见牛羊”是由于光沿直线传播而形成的,故C错误。
D.“楼台倒影入池塘”属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故D错误。
故选B。
【例2】(2025•新疆)阳光照射到喀纳斯湖平静的水中时发生折射,从太阳升起到落山的过程中,折射角( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】C
【解答】解:从太阳升起到落山的过程中,阳光与地面间的夹角先增大后减小。根据光的折射定律,早晨太阳升起时,阳光与水面的夹角较小,入射角较大,折射角也较大;随着太阳升高,阳光与水面的夹角逐渐增大,入射角逐渐减小,折射角也随之减小;到正午时,阳光垂直射向水面,入射角为0°,折射角也为0°;午后太阳逐渐下落,阳光与水面的夹角又逐渐变小,入射角逐渐增大,折射角也逐渐增大。所以折射角先减小后增大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【例3】(2025•扬州)如图,铅笔斜插在水中,看见水中的铅笔向上弯折,解释这一现象的光路是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:筷子反射的光从水中斜射入空气时,在水与空气的交界面上发生折射,进入空气中的折射光线向水面偏折,位置降低,而我们认为光是沿直线传播的,我们看到的筷子位置在折射光线的反向延长线上,像的位置比实际位置偏高,看起来筷子向上弯折;A、B、选项中,光的传播方向错误;C选项中光线从水中斜射入空气中,应该是折射角大于入射角,而图中折射角小于入射角了,故C错误,只有选项D正确。
故选D。
【例4】(2024•广元)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图中AO为入射光线, 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】OC;变小
【解答】解:图中AO为入射光线,折射光线和入射光线在两种介质中,且位于法线两侧;OC为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,与法线的夹角减小,故入射角减小,反射角将变小。
故答案为:OC;变小。
【例5】(2024•绵阳)一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角r等于 ;减小入射角i,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”“小于”或“等于”)90°。
【答案】30°;大于
【解答】解:如图所示,入射角i等于60°,根据反射角等于入射角,则反射角的度数为60°,
因为反射光线与折射光线的夹角等于90°,所以折射角r=90°﹣60°=30°;
若减小入射角,反射角和折射角都随之减小,则反射光线逆时针转动靠近法线,折射光线顺时针转动靠近法线,故反射光线与折射光线的夹角会增大,即反射光线与折射光线的夹角大于90°。
故答案为:30°;大于。
【例6】(2025•福建)在图中,画出入射光线的反射光线和折射光线的大致位置。
【答案】
【解答】解:图中法线已经画出,根据反射角等于入射角,在法线上侧的玻璃中作出反射光线;当光由玻璃斜射进入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,在法线上侧的空气中作出折射光线,如下图所示:
【例7】(2025•南充)如图所示,图1是人在岸边观察水中鱼时的情景,在图2中完成光路图。(其中A表示鱼的位置,A'表示鱼像的位置,B表示人眼位置,可以不画法线,保留作图痕迹)
【答案】
【解答】解:先连接人眼和虚像,即连接B与A',找到折射点,A处的光射到折射点进入人眼,如图所示:
【例8】(2024•日照)物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜,其横截面为直角三角形ABC,如图所示,其中BC面镀银。一条光线从AB面上的O点射入棱镜,经过BC面一次反射后,从AC面的P点出射。请在图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。
【答案】
【解答】解:AO入射的光折射后经过BC反射,会形成O的像O',根据平面镜成对称的像,作出对称点O',连接O'P是反射光的位置,据此画图。如图所示:
【例9】(2025•内江)如图所示,是一个玻璃三棱镜,将一束激光(不发生色散)射向它的侧面,请画出这束光通过三棱镜两次折射后折射光线的大致传播方向。
【答案】
【解答】解:第一条光线是光从空气斜射入玻璃中,折射光线向靠近法线的方向偏折;
第二条光线是光从玻璃斜射入空气中,折射光线向远离法线的方向偏折,即折射光线向三棱镜的底边偏折。
如图所示:
【例10】(2024•西宁)一束光从水中斜射入空气,请在图中画出折射光线的大致方向。
【答案】
【解答】解:图中法线已经画出,当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角,在法线的右侧空气中画出折射光线,如图所示:
【例11】(2025•绵阳)在“探究光折射时的特点”实验中,让一束光线从空气以不同的角度斜射入水中,测量多组入射角i和折射角r的数据,记录在表中:
入射角i
30°
45°
60°
75°
折射角r
22°
32°
40°
?
(1)分析发现,折射角r小于入射角i,说明当光从空气斜射入水中时,折射光线 (选填“偏向”或“偏离”)法线;
(2)根据表格数据推测:当入射角i等于75°时,折射角r 55°;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)若让光线以32°入射角从水中射向空气,光线会在水面发生反射和折射,反射光线与折射光线之间的夹角为 °。
【答案】(1)偏向;(2)小于;(3)103
【解答】解:(1)在折射现象中,入射关系与法线的夹角为入射角,折射光线与法线的夹角为折射角,从表中数据可知折射角r小于入射角i,说明当光从空气斜射入水中时,折射光线偏向法线
(2)从表中数据可知,光线从空气以不同的角度斜射入水中,当入射角增大时,折射角变大,其入射角和对应的折射角的差变大,当入射角为60°时,折射角为40°,相差20°,所以当入射角为75°时,折射角要比入射角小20多度,故小于折射角小于55°;
(3)根据光的折射现象中光路是可逆的,当光线以32°入射角从水中射向空气,从表中可知折射角为45°,光的反射现象中,反射角等于入射角,入射角为32°,反射角也是32°,由此可知反射光线与折射光线之间的夹角的大小为90°﹣32°+45°=103°。
故答案为:(1)偏向;(2)小于;(3)103。
【例12】(2025•贵州)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光。
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在图中画出辅助线。
(3)照片中未标注光的传播方向,请根据照片中的光路判断光是从A端入射,还是D端入射。
;理由是:
。
【答案】(1)反射;折射;(2)如下图所示;(3)见解析
【解答】解:(1)光从空气射向其他介质时,在接触面上发生了反射和折射,返回到原来介质的是反射光线,进入其他介质的是折射光线,所以如果AB为入射光,BE就是反射光,BC就是折射光。
(2)为了探究折射特点,需要在图中画出法线。法线是垂直于界面的直线,可以在B点处画出法线,即从B点垂直于矩形玻璃砖的界面画一条直线,如下图所示:
。
(3)光从空气射向其他介质时,在接触面上发生了反射和折射,返回到原来介质的是反射光线,进入其他介质的是折射光线;
图中AB为入射光,BE是反射光,BC就是折射光,同时BC作为下面界面的入射光线,又发生了折射和反射,其中CD为折射光线,若CD为入射光线,在界面上没有反射光线,而是在介质内有反射光线不符合题意,故光是从A端入射的。
故答案为:(1)反射;折射;(2)如下图所示;(3)见解析。
1.下列现象中,与“云生结海楼”蕴含的物理知识相同的是( )
A.树荫下有许多圆形的光斑
B.树木在河水中的倒影
C.潭清疑水浅
D.阳光下树木的影子
【答案】C
【解答】解:云生结海楼是海市蜃楼现象,是由光的折射形成的;
A.树荫下有许多圆形的光斑,这是小孔成像,属于光的直线传播,故A错误;
B.树木在河水中的倒影属于平面镜成像,平面镜成像属于光的反射现象,故B错误;
C.潭清疑水浅是由光的折射形成的,与云生结海楼的形成原理相同,故C正确;
D.光下树木的影子,这是光的直线传播形成的,故D错误。
故选C。
2.一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO可能是入射光
B.∠AOM是入射角,∠CON是折射角
C.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
D.增大AO与水面间的夹角,折射角会减小
【答案】D
【解答】解:AB.根据反射定律,在没有光传播方向的情况下,反射光线与入射光线应该关于法线对称,过入射点O作垂直于界面的垂线即为法线PQ,如图所示:
;
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,折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入其它透明介质时,折射角小于入射角,可知:AO为入射光线、OB为反射光线,OC为折射光线,则∠AOP是入射角,∠BOP是反射角,∠COQ是折射角,故A、B错误;
C.根据光路是可逆的可知,光若沿CO入射,将沿OA射出,但反射光线在水中,不是OB,故C错误;
D.逐渐增大AO与水面间的夹角,与法线的夹角减小,入射角减小,折射角也会减小,故D正确。
故选D。
3.小强在水中练习潜水,如图所示的光路图能正确反映岸上教练看到水下小强是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解答】解:教练看到水下的小强,应该是小强反射的光线在水中沿直线传播,从水中进入空气时,发生折射,故光线的传播方向应该是从水里射向空气,折射光线向水面偏折,折射光线进入教练的眼睛,教练就看到了小强,而ABC图光线的传播方向是从空气射向水里,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.光路图在光学设计和教学中都扮演着重要角色,其优点在于能够准确预测和展示光的传播路径,广泛应用于多个领域。下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A.图甲:岸上的人看见水中的物体
B.图乙:物体通过小孔形成实像
C.图丙:光从室外透过窗户玻璃进入室内
D.图丁:人观察对岸的树木在水中倒影
【答案】B
【解答】解:A.图甲:光从水中斜射入空气时(光的传播方向是从水中到空气中),折射角大于入射角,故A错误;
B.图乙:物体通过小孔形成倒立的实像,故B正确;
C.光线通过玻璃砖再进入空气发生两次折射:第一次是从空气斜射进入玻璃,折射光线应该靠近法线偏折,折射角小于入射角;第二次是从玻璃斜射进入空气,折射光线应该远离法线偏折,折射角大于入射角,故C错误;
D.人观察对岸的树木在水中倒影,应该是由树木射向湖面的光线被反射进入人眼,是光的反射现象,故D错误。
故选B。
5.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:当我们用眼睛看到水中的硬币,是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故,光从水斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,且光线是从硬币上发出的,故只有B正确,ACD错误。
故选B。
6.某潜水员从水中看见岸边一物体的像,如图所示。图中 (选填“B”或“B1”)是物体所成的虚像。
【答案】B1。
【解答】解:根据如图分析,当光从空气斜射入水中时,折射光线会向法线偏折,
折射光线进入潜水员的眼睛,潜水员认为光始终沿直线传播,潜水员看到的B是折射光反向延长线相交形成的虚像,比B的实际位置高,所以潜水员在水中看见岸上的物体B,实际上看到的是变高了的B的虚像B1,如图所示:
故答案为B1。
7.如图所示,有一束光线从空气射入某种透明介质,在分界面处发生反射和折射,其中AE⊥CG,∠4=∠5,则 为折射光线, 为界面,空气在界面的 侧。(填“上”“下”“左”或“右”)
【答案】:HF;AE;下
【解答】解:
已知AE⊥CG,则AE和CG有可能是界面。根据∠4=∠5可知,AE下方发生了光的反射,可确定CG是法线,AE是界面,BH为入射光线。
光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;
由∠1<∠5可知,∠1是折射角,∠5是入射角,HF为折射光线;所以AE的下方是空气,上方是某种透明介质。
故答案为:HF;AE;下。
8.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,其中玻璃位于MM′的 侧,折射光线是 。
【答案】下;OC。
【解答】解:因为反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等,所以AO、BO中一条为入射光线,一条为反射光线,图中N′N为法线;
再根据折射光线与入射光线在法线两侧、且在两种介质中,所以OC为折射光线,那么AO为入射光线,OB为反射光线,图中的MM′是界面;
∠AON′是入射角,∠CON是折射角,由于折射角大于入射角,图中MM′下方是玻璃,上方是空气。
故答案为下;OC。
9.一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角r等于 ;减小入射角i,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”“小于”或“等于”)90°。
【答案】30°;大于。
【解答】解:如图所示,入射角i等于60°,根据反射角等于入射角,则反射角的度数为60°,
因为反射光线与折射光线的夹角等于90°,所以折射角r=90°﹣60°=30°;
若减小入射角,反射角和折射角都随之减小,则反射光线逆时针转动靠近法线,折射光线顺时针转动靠近法线,故反射光线与折射光线的夹角会增大,即反射光线与折射光线的夹角大于90°。
故答案为30°;大于。
10.如图乙所示OB为反射光线,O为入射点,请画出该光线的入射光线及其折射光线。
【答案】
【解答】解:
由图知,反射光线与水面的夹角是45°,所以反射角为90°﹣45°=45°;
先过入射点O作出法线,然后根据反射角等于入射角,作出入射光线AO,
光从水中斜射入空气中,折射角大于入射角,据此作出折射光线OC,如图所示:
11.如图,水中的A点有一小灯,岸上的人看到它的像B。请在图中画出:A发出的光进入人眼的完整光路。要求保留作图依据。
【答案】
【解答】解:光从水中的A点斜射向空气时会发生偏折,逆着折射光线看,水中物体的像B会偏高一些;
首先连接B点与人眼,与水面相交O点,O点是折射点,连接AO即为入射光线,O与人眼的连线即为折射光线,如图所示:
12.如图所示,一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖,该玻璃砖上、下表面平行。画出该光线射入玻璃砖和从玻璃砖射出时的光路。(均保留作图痕迹)
【答案】
【解答】解:一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖,过入射点B作出法线MN,根据折射角小于入射角,据此画出折射光线BC;过C作出法线,当光线BC由玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角,据此作出折射光线CD,如下所示:
13.如图,池塘中一束红光沿AO方向从水中斜射向空气,折射光线为OA′。若另一束绿光沿BO方向从水中斜射向水面上O点。请在图中大致画出入射光线BO的折射光线OB′。
【答案】
【解答】解:入射光线AO和BO,BO入射角小,所以BO的折射光线OB'的折射角也较小,但折射角也要大于入射角,OB'应画在OA’和法线之间,如图所示:
14.某同学在做探究光折射时的特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。
(1)实验中发现,入射光线、折射光线和法线在 ,折射光线和入射光线分别位于 ,通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(2)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角大小等于 ,即传播方向 。
【答案】(1)同一平面内;法线两侧;(2)①反射;折射;②增大;小于;0;不改变。
【解答】解:(1)某同学在做探究光折射时的特点,实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;
(2)分析表中数据,可得出以下结论:①光从空气斜射到水面时,将同时发生反射和折射现象;
②由表中数据可知,光从空气斜射到水面时,当入射角不断增大时,折射角也随之增大,故折射角随入射角的变化关系是:折射角随入射角的增大而增大,且折射角小于入射角;当光从空气垂直射到水面时,入射光线、折射光线和法线重合,即传播方向不改变,所以折射角等于0°。
故答案为:(1)同一平面内;法线两侧;(2)①反射;折射;②增大;小于;0;不改变。
15.小葱同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,其中光屏F可绕NOM前后转折。
(1)小葱同学想探究光发牛折射时折射光线、入射光线、和法线是否在同一个平面内,他首先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏E沿AO方向从空气斜射入水中,在光屏F上能看到折射光束,接下来小葱的实验操作是: 。
(2)小葱为了探究在光的折射现象中光路是否可逆,他在完成了(1)实验后,将光屏F恢复原状,接下来的操作是: 。
(3)小葱同学总结得出光的折射规律后,采用逆向思维,他想如果潜水员在水中看岸边的树木,看到树木的像会比实际树木 (选填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1)将光屏F向后折转一定角度后,观察是否能够看到折射光线;(2)让光逆着原反射光BO入射;(3)偏高。
【解答】解:(1)光屏EF位于同一平面内,可以同时观察到入射光线与折射光线,若光屏E与F不在一个平面内,看是否能够看到折射光线,将光屏F向后折转一定角度后,观察是否能够看到折射光线;
(2)为了验证折射现象中光路是否可逆,可以让光逆着原反射光BO入射,如果看到反射光逆着原入射光AO射出,就可证明光路是可逆的;
(3)光线从水中斜射入空气中,在水面处发生折射,且折射角大于入射角,折射光线远离法线,所以潜水员看到岸上有树比实际的要偏高。
故答案为:(1)将光屏F向后折转一定角度后,观察是否能够看到折射光线;(2)让光逆着原反射光BO入射;(3)偏高。
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第16讲 光的折射(培优讲义)
课标要点
1.认识光的折射现象,理解并掌握光的折射规律。
2.能准确区分光的直线传播、光的反射与光的折射三类光现象。
3.能运用光的折射规律,规范解释生活与自然界中的典型折射现象。
4.完整经历光的折射规律实验探究过程,掌握变量控制与数据归纳方法,提升实验观察与现象分析能力。
5.对比辨析光的反射与折射的异同点,厘清易混概念,构建系统的光学知识体系。
6.掌握折射光路图的规范作图方法,将物理规律应用于解决实际问题。
1.以实验探究为核心载体,梳理完整探究流程与操作要点,在现象观察、数据记录与规律提炼的过程中,强化科学探究思维与现象归纳能力。
2.采用对比辨析的学习方法,从传播条件、光路特点、角度规律、光速变化等维度梳理三类光现象、反射与折射的核心差异,建立清晰知识边界,规避概念混淆。
3.以光路作图与生活现象分析为抓手,总结规范作图技巧与 “现象 - 光路 - 规律” 的通用分析步骤,通过典型题型强化知识迁移,提升物理规律的实际应用能力。
方法指导
考点01 光的折射现象
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.基本概念
①入射光线:射向介质分界面的光线
②折射光线:进入另一种介质后发生偏折的光线
③法线:过入射点且垂直于介质分界面的直线(辅助线,用虚线表示)
④入射角:入射光线与法线的夹角
⑤折射角:折射光线与法线的夹角
2.特殊情况:当光垂直入射到介质分界面时,传播方向不发生改变,此时仍属于光的折射现象,折射角与入射角均为 0°。
【深化点拨】
1.折射现象的两种成因
①光在两种不同的均匀介质中传播,在分界面处发生偏折(如空气和水的界面、空气和玻璃的界面);
②光在同种不均匀介质中传播时也会发生折射(如海市蜃楼、星光闪烁、夏天路面的 “水洼” 幻象)。
2.折射与反射的直观区别
①光的反射:光线返回原介质,不进入第二种介质;
②光的折射:光线穿过分界面,进入另一种介质。
【典型例题】
1.下列现象中,不属于光的折射现象的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B. 池水看起来比实际浅
C. 湖面倒映岸边垂柳
D. 斜插入水中的筷子向上弯折
2.关于光的折射,下列说法正确的是( )
A. 光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生偏折
B. 光只有斜射时才会发生折射现象
C. 发生折射的同时一定伴随光的反射
D. 折射角一定小于入射角
考点02 光的折射规律
1.三线共面:折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
2.两线分居:折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。
3.角的变化规律
(1)光从空气斜射入水或玻璃等其他介质中时,折射角小于入射角;
(2)光从水或玻璃等其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角;
(3)入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
4.光路可逆:在光的折射现象中,光路是可逆的。
【深化点拨】
1.规律记忆技巧:空气中的角始终更大。无论光线是入射还是折射,只要在空气侧,对应的角度(入射角或折射角)就大于另一侧介质中的角度。
2.垂直入射的特殊性:入射角为 0° 时,折射角也为 0°,传播方向不变,是折射规律的特殊情况,不违背折射规律。
3.不同介质对光的偏折能力不同,玻璃对光的偏折能力比水更强;相同入射角下,玻璃中的折射角更小。
【光的反射与光的折射对比】
光的反射
光的折射
介质环境
光线返回原介质
光线进入另一种介质
角度关系
反射角等于入射角
折射角与入射角一般不相等,空气侧角度更大
三线关系
三线共面,两线分居法线两侧
三线共面,两线分居法线两侧
光路特点
光路可逆
光路可逆
垂直入射
反射角 0°,光线原路返回
折射角 0°,传播方向不变
【典型例题】
1.一束光从空气斜射入水中,入射角为 30°,下列说法正确的是( )
A.折射角可能等于 30°
B.折射角一定大于 30°
C.折射角一定小于 30°
D.入射角增大,折射角减小
2.下列光路图中,能正确表示光从空气射入玻璃中的是( )
A.折射角大于入射角
B.折射角小于入射角,两线分居法线两侧
C.斜射时传播方向不发生偏折
D.入射光线与折射光线在法线同侧
考点03 生活中的折射现象
1.常见折射现象:池水变浅、筷子弯折、水中鱼的位置偏高、海市蜃楼、彩虹(光的色散,本质是折射)、放大镜成像等。
2.现象解释逻辑:物体发出(或反射)的光从一种介质斜射入另一种介质时发生折射,人眼逆着折射光线看去,默认光线沿直线传播,因此看到的是物体的虚像,虚像位置比物体实际位置偏高。
【深化点拨】
1.两类观察视角的像的位置
(1)从岸上看水中的物体:虚像在实际物体的上方;
(2)从水中看岸上的物体:虚像也在实际物体的上方。
2.折射形成的像都是虚像,由折射光线的反向延长线会聚而成,不能用光屏承接。
【典型例题】
1.潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像
B.变高了的虚像
C.变矮了的实像
D.变矮了的虚像
2.潜水员在水中看到岸边的树,他看到的是( )
A.变高了的实像
B.变高了的虚像
C.变矮了的实像
D.变矮了的虚像
光的折射光路图作图步骤
1.画法线:过入射点作垂直于介质分界面的虚线,即为法线;
2.定方向:判断光线从哪种介质进入哪种介质,根据 “空气角大” 确定折射光线的偏折方向(靠近法线或远离法线);
3.画光线:沿入射方向画入射光线,沿偏折方向画折射光线,标注箭头表示传播方向;
4.标角度:必要时标出入射角和折射角,注意角度均为光线与法线的夹角,而非与界面的夹角。
常见易错点辨析
1.易错点一:认为 “光从一种介质进入另一种介质就一定会发生偏折”
纠正:垂直入射时传播方向不变,但仍属于光的折射现象。
2.易错点二:混淆折射角的定义
纠正:折射角是折射光线与法线的夹角,不是与介质界面的夹角。
3.易错点三:认为折射现象只能在两种介质分界面发生
纠正:同种不均匀介质中也会发生折射,比如夏天柏油路面的 “水影”、星光闪烁都是大气不均匀导致的折射。
光路可逆的应用
根据光路可逆原理,如果知道折射光线的方向,反向推导入射光线的方向时,规律依然成立。例如:人看到水中鱼的虚像,若用激光笔照射鱼,只需瞄准看到的虚像位置,激光经水面折射后就能准确照到鱼的实际位置。
角度01 基础概念辨析题
1.下列关于光的折射的说法中,正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定会发生偏折
B.光垂直入射到两种介质分界面时,传播方向不变,不属于光的折射现象
C.折射角是折射光线与介质分界面的夹角
D.光在密度不均匀的大气中传播时,也会发生光的折射现象
2.下列现象中,不能用光的折射规律解释的是( )
A.夏天柏油路面远处看起来像有一层积水
B.立竿见影
C.清澈的池水看起来比实际更浅
D.雨后天空出现彩虹
角度02 折射规律定量判断题
3.一束光从空气斜射入水中,入射光线与水面的夹角为 40°,则下列说法正确的是( )
A.入射角为 40°
B.折射角大于 50°
C.折射角小于 50°
D.折射角等于 40°
4.光从水中斜射入空气,入射角为 30°,则折射角的大小可能为( )
A.0° B.25° C.30° D.45
角度03 光的折射作图题
5.一束光自空气斜射入水中时的折射光线如图所示。请在图中大致画出折射光线对应的入射光线,并标出入射角i和折射角r。
角度04 生活现象解释题
6.炎热的夏天,常会看到柏油马路远处的路面好像有一汪水,还能映出远处车辆的倒影,走近后却发现路面干燥。请用物理知识解释这一现象。
7.下列关于 “池水变浅” 现象的说法正确的是( )
A.池底反射的光从空气斜射入水中发生折射,让人看到池底的虚像
B.人看到的池底是实像,位置比实际位置高
C.池底反射的光从水中斜射入空气,折射角大于入射角
D.潜水员在水中看岸边的人,会觉得人比实际更矮
角度05 光路可逆原理应用题
8.有经验的渔民叉鱼时,要瞄准看到的鱼的下方才能叉到真实的鱼;如果改用激光枪捕鱼,要想击中水中的鱼,正确做法是( )
A.瞄准看到的鱼的位置
B.瞄准看到的鱼的位置上方
C.瞄准看到的鱼的位置下方
D.以上方法都无法击中
9.在探究光的折射规律实验中,让光从空气以 45° 入射角射入水中,测得折射角为 30°;若保持入射点不变,让光从水中以 30° 入射角射向水面,则折射角为______°,这说明在光的折射现象中,光路是______的。
角度06 综合情境进阶题
10.向空碗中缓慢加水,原本在碗边看不到的硬币逐渐能被看到。下列说法正确的是( )
A.加水前看不到硬币,是因为光发生了反射
B.加水后能看到硬币,是光的直线传播现象
C.我们看到的是硬币的虚像,位置比实际偏高
D.水面越高,看到的硬币像的位置越低
【例1】(2023•烟台)中华文化博大精深,有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是( )
A.起舞弄清影 B.潭清疑水浅
C.风吹草低见牛羊 D.楼台倒影入池塘
【例2】(2025•新疆)阳光照射到喀纳斯湖平静的水中时发生折射,从太阳升起到落山的过程中,折射角( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【例3】(2025•扬州)如图,铅笔斜插在水中,看见水中的铅笔向上弯折,解释这一现象的光路是( )
A. B.
C. D.
【例4】(2024•广元)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图中AO为入射光线, 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
【例5】(2024•绵阳)一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角r等于 ;减小入射角i,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”“小于”或“等于”)90°。
【例6】(2025•福建)在图中,画出入射光线的反射光线和折射光线的大致位置。
【例7】(2025•南充)如图所示,图1是人在岸边观察水中鱼时的情景,在图2中完成光路图。(其中A表示鱼的位置,A'表示鱼像的位置,B表示人眼位置,可以不画法线,保留作图痕迹)
【例8】(2024•日照)物理兴趣小组的同学在实验室找到一棱镜,其横截面为直角三角形ABC,如图所示,其中BC面镀银。一条光线从AB面上的O点射入棱镜,经过BC面一次反射后,从AC面的P点出射。请在图中画出该光线射入棱镜之后的光路图。
【例9】(2025•内江)如图所示,是一个玻璃三棱镜,将一束激光(不发生色散)射向它的侧面,请画出这束光通过三棱镜两次折射后折射光线的大致传播方向。
【例10】(2024•西宁)一束光从水中斜射入空气,请在图中画出折射光线的大致方向。
【例11】(2025•绵阳)在“探究光折射时的特点”实验中,让一束光线从空气以不同的角度斜射入水中,测量多组入射角i和折射角r的数据,记录在表中:
入射角i
30°
45°
60°
75°
折射角r
22°
32°
40°
?
(1)分析发现,折射角r小于入射角i,说明当光从空气斜射入水中时,折射光线 (选填“偏向”或“偏离”)法线;
(2)根据表格数据推测:当入射角i等于75°时,折射角r 55°;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)若让光线以32°入射角从水中射向空气,光线会在水面发生反射和折射,反射光线与折射光线之间的夹角为 °。
【例12】(2025•贵州)如图所示,是实验小组在“探究光的折射特点”的实验中拍下的一张照片。照片显示的是激光笔发出的光经空气和矩形玻璃砖传播时所呈现的光路。现根据这张照片,来探究下列问题:
(1)如果AB为入射光,BE就是 光,BC就是 光。
(2)如果以ABC段光路来探究折射特点,还需要作辅助线,请在图中画出辅助线。
(3)照片中未标注光的传播方向,请根据照片中的光路判断光是从A端入射,还是D端入射。
;理由是: 。
1.下列现象中,与“云生结海楼”蕴含的物理知识相同的是( )
A.树荫下有许多圆形的光斑
B.树木在河水中的倒影
C.潭清疑水浅
D.阳光下树木的影子
2.一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A.BO可能是入射光
B.∠AOM是入射角,∠CON是折射角
C.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
D.增大AO与水面间的夹角,折射角会减小
3.小强在水中练习潜水,如图所示的光路图能正确反映岸上教练看到水下小强是( )
A. B.
C. D.
4.光路图在光学设计和教学中都扮演着重要角色,其优点在于能够准确预测和展示光的传播路径,广泛应用于多个领域。下列四幅光路图能正确解释生活中现象的是( )
A.图甲:岸上的人看见水中的物体
B.图乙:物体通过小孔形成实像
C.图丙:光从室外透过窗户玻璃进入室内
D.图丁:人观察对岸的树木在水中倒影
5.如图所示,将硬币放在碗底,然后后退至恰好看不到硬币的位置停下。向碗中缓缓注水,当水面上升到一定高度时,刚好再次看到硬币右端A点。下列选项中能解释这一现象的是( )
A. B.
C. D.
6.某潜水员从水中看见岸边一物体的像,如图所示。图中 (选填“B”或“B1”)是物体所成的虚像。
7.如图所示,有一束光线从空气射入某种透明介质,在分界面处发生反射和折射,其中AE⊥CG,∠4=∠5,则 为折射光线, 为界面,空气在界面的 侧。(填“上”“下”“左”或“右”)
8.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,其中玻璃位于MM′的 侧,折射光线是 。
9.一束光线从空气射到某种玻璃表面,如图所示,入射角i等于60°,反射光线与折射光线的夹角等于90°,折射角r等于 ;减小入射角i,则反射光线与折射光线的夹角 (选填“大于”“小于”或“等于”)90°。
10.如图乙所示OB为反射光线,O为入射点,请画出该光线的入射光线及其折射光线。
11.如图,水中的A点有一小灯,岸上的人看到它的像B。请在图中画出:A发出的光进入人眼的完整光路。要求保留作图依据。
12.如图所示,一束光线从空气中射向一块方形玻璃砖,该玻璃砖上、下表面平行。画出该光线射入玻璃砖和从玻璃砖射出时的光路。(均保留作图痕迹)
13.如图,池塘中一束红光沿AO方向从水中斜射向空气,折射光线为OA′。若另一束绿光沿BO方向从水中斜射向水面上O点。请在图中大致画出入射光线BO的折射光线OB′。
14.某同学在做探究光折射时的特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。
(1)实验中发现,入射光线、折射光线和法线在 ,折射光线和入射光线分别位于 ,通过实验还得到如表数据:
入射角α
0°
15°
30°
45°
60°
反射角β
0°
15°
30°
45°
60°
折射角γ
0°
11°
22.1°
35.4°
40.9°
(2)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的增大而 ,且折射角 (选填“大于”“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,折射角大小等于 ,即传播方向 。
15.小葱同学为探究光的折射规律设计了如图所示的实验装置,其中光屏F可绕NOM前后转折。
(1)小葱同学想探究光发牛折射时折射光线、入射光线、和法线是否在同一个平面内,他首先让光屏EF位于同一平面内,一束激光贴着光屏E沿AO方向从空气斜射入水中,在光屏F上能看到折射光束,接下来小葱的实验操作是: 。
(2)小葱为了探究在光的折射现象中光路是否可逆,他在完成了(1)实验后,将光屏F恢复原状,接下来的操作是: 。
(3)小葱同学总结得出光的折射规律后,采用逆向思维,他想如果潜水员在水中看岸边的树木,看到树木的像会比实际树木 (选填“偏高”或“偏低”)。
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