某同学在做探究光的折射特点实验,右图是光从空气射入水中时的光路.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.通过实验还得到如下数据:
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° |
(1)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,折射角随入射角的变化关系是: ,且折射角 (大于/等于/小于)入射角.当光从空气垂直射到水面时,折射角等于零.
该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.
(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价.
是否存在不足?答: (是/否);请简要说明理由: .
小明注意到光线由空气进入水、玻璃等透明介质时会发生折射现象,他结合物理学习和日常生活中的相关经验,提出猜想:光线由空气进入水、玻璃等透明材料时发生折射的程度可能是不相同的。
(1)你认为小明的猜想是 (“有道理”或“无道理”)的。
(2)小明与学校科技小组的同学进行了探究,实验中得到如下数据,表1是光从空气射入水中的测量数据,表2是光从空气射入玻璃的测量数据:
表1
入射角α |
15° |
30° |
45° |
60° |
折射角γ |
11.3° |
22.1° |
35.4° |
40.9° |
表2
入射角α |
15° |
30° |
45° |
60° |
折射角γ |
9.9° |
19.5° |
28.1° |
35.3° |
(a)分析表1的数据,可以得出结论
①
②
(b)对表1、表2的数据进行对比分析,得出的结论是
(3)小明想起自己去眼镜店配眼镜的情景,当时,配镜师傅提到一个术语“折射率”,师傅说:相同度数的眼镜使用折射率大的材料,眼镜就可以更轻薄,矫正视力的效果越理想。结合以上数据你对这两种透明介质的这种光学属性的判断是,水的“折射率”
比玻璃 (选填:“大、小或相同”),依据是 。
在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油(如图乙所示),记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.
(1)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了确定光斑的____,以方便比较.确定光斑的位置,方便比较
(2)小明实验方案中存在明显问题,请你帮他指出来.答: 没有控制____相同。没有控制液体的深度相同和入射角相同
(3)某小组同学根据修改后正确的实验方案实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时,____ 油对光的偏折本领较大。
如下图所示是张鸿同学在探究光在表中列出的几种介质中发生折射时据折射现象画出的光路图。
介质 |
光速(m/s) |
真空 |
3×10 |
空气 |
2.99×10 |
水 |
2.25×10 |
玻璃 |
2×10 |
(1)分析表中的数据可以得出的结论是 。
(2)分析表中的数据和上图所示的光路图可以得出光在折射时遵循的规律是 。
(3)由分析的结论可知,光从水中斜射入玻璃中,折射角 入射角(填“大于”或“小于”)
(4)探究到这里,张鸿同学想“光在反射现象中,光路是可逆的,那么在折射现象中,光路是否也是可逆的呢?”,为探究这一问题,请你帮她设计一个探究方案。
(5)现代医学中常用超声波击碎人体内的结石,超声波从空气中斜射入人体后也类似光一样要发生折射,如右所示,超声波进入人体击碎结石时,入射点应在0点的 (填“左侧”或“右侧”)
小林在探究光的折射规律时发现:当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处发生反射和折射时,不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小林查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:
入射角 |
0° |
10° |
20° |
30° |
40° |
41.2° |
41.8° |
42° |
折射角 |
0° |
15.2° |
30.9° |
48.6° |
74.6° |
81° |
90° |
/ |
反射能量 |
5% |
7% |
26% |
43% |
77% |
84% |
100% |
100% |
表中数据说明:
(1)光从玻璃斜射向空气时,折射角、反射能量随着入射角的增大而 ,当入射角达到 °时,反射能量达到100%,就发生了全反射现象。
(2)根据光路可逆原理,当光从空气斜射向玻璃时,折射角 入射角(填“大于”、“等于”或“小于”)。
探究光的折射规律如图所示。
(1)当光从空气中斜射入水中,折射角 入射角。
(2)当入射光线垂直于水面入射时,折射角 度。
(3)在某次实验中,一束光线斜射入水面并与水面成,且它的折射光线跟反射光线垂直,则它的反射角为 ,折射角为 。
小琳在探究光的折射规律时发现:当光由空气沿半圆玻璃砖边缘垂直射入圆心处发生反射和折射时,不断加大入射角会发生折射光消失而反射光却变得更亮的情况,如图所示,老师告诉他这是光的全反射现象。课后,小琳查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表:
入射角 |
0° |
10° |
20° |
30° |
40° |
41.2° |
41.8° |
42° |
折射角 |
0° |
15.2° |
30.9° |
48.6° |
74.6° |
81° |
90° |
/ |
反射能量 |
5% |
7% |
26% |
43% |
77% |
84% |
100% |
100% |
表中数据说明:
(1)光从玻璃斜射向空气时,折射角、反射能量随着入射角的增大而 ,当入射角达到 °时,反射能量达到100%,就发生了全反射。
(2)根据光路可逆原理,当光从空气斜射向玻璃时,折射角 入射角(选填“大于”或“等于”或“小于”);
小军同学在研究光的折射现象时,发现折射角会随着入射角的增大而增大,但增加的角度并不相等,谁的增加量更大呢?小军想通过实验对这一问题进行研究,实验步骤如下:
① 将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合,如图所示。
② 将一束激光射向圆心O,激光在O处发生折射;
③ 读出入射角和折射角的大小,并记录在下面的表格中;
④ 逐渐增大入射角,重复②③步骤数次
⑤ 对记录的数据进行处理,并比较入射角增加量与折射角增加量的大小,得出结论。
(1)图中光线的入射角大小为_______,折射角大小为_______。
(2)分析表格中的数据,入射角增加量与折射角增加量的大小,谁的更大呢? 。
(3)分析表格中的数据,你一定还会有所发现,请写出两点。
。
.现在,一些大厦都用许多大块的镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃幕墙”),这种外墙既能透射光线也能反射光线(如图所示)。
(1)从外面看玻璃幕墙相当于平面镜,光线照射在光滑的玻璃幕墙上时会发生______________反射,物体经玻璃幕墙反射后所成的像是______________(填实或虚)像。
(2)如下图所示三幅图中,哪幅图能真实反映太阳光线通过玻璃幕墙进入室内的传播途径。答:______________(填选项中的字母)
(3)玻璃幕墙会给人们带来哪些负面影响?请举一例。
答:____________________________。
(5分)小宇利用如图所示装置将一细光束斜射到空气中,用于探究“光的折射规律”。
(1)为了更清晰地观察水中的光路。可以采用的办法是:_______________________。
实验中,________(填“能”或“不能”)看见反射光线。
(2)实验的折射光路如图中所示,可以判定折射角__________(填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。增大入射角观察到折射角在______________(填“增大”或“减小”)。若不断增大光在水中的入射角,会观察到的现象是:入射角到一定值时,____________________
____________________________________________。
现在,一些大厦都用许多大块的镀膜玻璃做外墙(俗称“玻璃膜墙”).这种外墙既能透射光线也能反射光线.
(1)如图所示三幅图中,哪幅图能真实反反映太阳光线通过玻璃膜墙进入室内的传播途径.答:___________(填选项中的字母)
(2)小明同学路过某大厦楼前,从侧面往玻璃膜墙看去,发现该大厦前的旗杆在玻璃膜墙中的像有错位现象,如图所示.他经过分析,认为产生这种错位现象的主要原因是上下两块之间镀膜玻璃不在同一竖直平面所造成的.请你利用简易器材,运用模拟的方法设计一个实验来验证它,要求写出这个实验所需器材和简述实验过程.
(3)玻璃膜墙会给人们带来哪些负面影响?请举一例。
答:______________________________________________________.