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物理 第3講光的折射光的色散 考點一 光的折射 考點一 光的折射 特別提醒 1 法線是為了科學(xué) 準(zhǔn)確描述反射光線 折射光線 與入射光線的位置關(guān)系時而引入的 輔助線 它既是入射光線和反射光線夾角的角平分線 又與反射面 界面 垂直 在光路作圖時 箭頭 表示傳播方向 實線 虛線要清楚區(qū)分開來 2 發(fā)生光的折射的原因是光在不同介質(zhì)中傳播速度不同 3 光線發(fā)生折射時 在介質(zhì)表面處 光線還會發(fā)生反射 考點二 光的色散 考點三 看不見的光紅外線和紫外線的對比 特別提醒 1 一切物體都在不停地向外輻射紅外線 2 物體的溫度升高時 它向外輻射的紅外線就會越強 考點一 光的折射 例1 2015 黃岡 潭清疑水淺 安全記心間 如圖 A是水池底某點 請作出光線AO的折射光線以及人從岸上看到A的像A 點撥 池水變淺是光的折射現(xiàn)象形成的 池底A點反射的光線在水面發(fā)生折射 折射光線遠(yuǎn)離法線進(jìn)入人眼 人眼逆著折射光線看到A的虛像點A 由此可畫出折射光線及虛像點A 答案 方法歸納 人在岸上看到水中的景物 是由于水中折射入人眼的折射光線反向延長形成的虛像 考點二 光的色散 例2 如圖所示 冬冬在探究光的色散現(xiàn)象時 看到白光經(jīng)三棱鏡后 光屏上自上而下出現(xiàn)了紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫的色帶 這說明白光是由 組成的 冬冬對光的色散產(chǎn)生的原因進(jìn)行了思考 產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象的原因是白光中包含的不同顏色的光通過三棱鏡發(fā)生 填 反射 或 折射 時的偏折程度不同 偏折能力最強的是 色光 點撥 1 通過實驗知道白光是一種復(fù)色光 不是單色光 即是由七種顏色的色光復(fù)合而成的 2 光從一種透明介質(zhì)斜射向另一種透明介質(zhì)中傳播方向一般會發(fā)生改變 該現(xiàn)象稱為光的折射 由圖中可得出紫色光偏折程度大些 答案 七種單色光折射紫 圖片與命題 圖片與命題 實驗 探究光折射時的特點命題點1 光線在清水中通常會看不清 可以在水中加入 等來幫助觀察 2 當(dāng)光線從空氣斜射入水中時 折射光線 法線 入射光線的關(guān)系是 3 當(dāng)光線從空氣中斜射入水中 折射角 入射角 當(dāng)入射角減小 折射角 當(dāng)入射角為0 時 折射角為 4 當(dāng)光線從水中斜射入空氣中時 折射光線 法線 入射角增大時 折射角 當(dāng)入射角增大到一定程度時 將會看不到折射光線 此為全反射 5 光路可逆性 將光線逆著折射光線入射 觀察光線 6 多次實驗的目的 使實驗結(jié)論具有普遍性 牛奶 在同一平面內(nèi) 折射光線 入射光線分居法線兩側(cè) 小于 減小 0 遠(yuǎn)離 增大 沿原入射光線射出 例 某同學(xué)在做探究光的折射特點實驗 如圖是光從空氣射入水中時的光路 實驗中發(fā)現(xiàn) 入射光線 折射光線和法線在同一平面內(nèi) 折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè) 通過實驗還得到如下數(shù)據(jù) 1 分析表中數(shù)據(jù) 可得出結(jié)論 光從空氣斜射到水面時 將同時發(fā)生 和 現(xiàn)象 光從空氣斜射到水面時 折射角與入射角的變化關(guān)系是 且折射角 入射角 當(dāng)光從空氣垂直射到水面時 折射角等于零 該同學(xué)根據(jù)上述實驗中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論 總結(jié)出了光的折射特點 2 請你對該同學(xué)通過上述探究實驗得出光的折射特點的過程作出評價 是否存在不足 答 請簡要說明理由 點撥 熟悉理解光折射時的規(guī)律 就很容易解答此題 答案 1 折射反射 折射角隨入射角的增大而增大 或減小而減小 小于 2 是探究過程不完整 還應(yīng)該做其他多種透明介質(zhì)之間的折射實驗 易錯易混 1 光的折射形成虛像時 光的傳播方向易弄錯 光線進(jìn)入人眼我們才能看清物體 2 容易忽視入射光線 反射光線和折射光線的位置 應(yīng)先在入射點作法線 虛線 然后根據(jù)反射角和入射角相等的關(guān)系或折射角與入射角 空氣中的角總是大 的關(guān)系作出光線 1 2014 廣元 一個晴朗周末的午后 小明陪同媽媽在西溪河邊散步 只見水中的魚兒在 云 里歡暢的游動 實際上小明看到的魚兒是光 形成的虛像 而水中的 云 則是光 形成的虛像 2 2015 棗陽 如圖 一束光從空氣斜射到某液面上發(fā)生反射和折射 入射光線與液面成30 角 反射光線與折射光線的夾角為83 則反射角的大小為 折射角的大小為 折射 反射 60 37 3 2014 鹽城 如圖所示 一束激光沿 射到空水槽底部O點 形成一個光斑 向水槽中注入適量水后 水槽底部光斑移動到O點的 填 左 或 右 側(cè) 繼續(xù)沿水槽壁緩慢注水 在此過程中 折射角 填 增大 不變 或 減小 直線傳播 左 不變 4 2014 揚州 為解決高樓滅火難題 軍工轉(zhuǎn)民用 導(dǎo)彈滅火 技術(shù)試驗成功 如圖 發(fā)射架上有三只眼 可見光 紅外線 和 激光 當(dāng)高樓內(nèi)有煙霧火源不明時 可用 發(fā)現(xiàn)火源 可用 精確測量火源距離 兩空均填 可見光 紅外線 或 激光 5 2015 煙臺 人們把紅 三種色光叫做色光的三原色 如圖所示 三種色光按一定比例混合 陰影部分 可以形成 紅外線 激光 綠 藍(lán) 白光 6 2015 廈門 由于視覺原因 用魚叉刺向水里的魚往往難以成功 圖中能正確解釋刺不到魚的光路圖是 B 7 2015 朝陽區(qū) 如圖所示的現(xiàn)象中 屬于光的色散現(xiàn)象的是 C A 8 2014 泉州 生活中 人們可以利用電視遙控器來實現(xiàn)對電視節(jié)目的選擇 遙控器使用時發(fā)射的是 A 紅外線B 紫外線C 超聲波D 次聲波 9 2015 聊城 多選 下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法正確的是 A 小孔成像是由于光的直線傳播形成的倒立虛像B 紫外線可以使鈔票上的熒光物質(zhì)發(fā)光C 海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象D 平靜的湖面映出藍(lán)天白云 這是光的折射現(xiàn)象10 2015 常州 絕大多數(shù)魚類的體溫與周圍水溫相同 然而 生活在海水中的月魚 其體溫比周圍水溫高 為證實這一點 可對水中月魚進(jìn)行拍照 應(yīng)選用的器材是 A 紅外照相機B 可見光照相機C 紫外光成像儀D 超聲波成像儀 BC A 11 2015 揚州 如圖所示 女孩用一種可以隱身的斗篷遮住身體的下部 人站在女孩的前面 卻看到了斗篷后面的景物 而被斗篷遮住的身體部分 消失 了 下面能正確解釋這種現(xiàn)象的光路圖是 D 12 2013 寧波 如圖所示 水槽的右壁豎直放著一面平面鏡 無水時 射燈從S點發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后 左壁上會出現(xiàn)一個光點P 往水槽內(nèi)加水 當(dāng)水面處于Pa Pb Pc Pd四個位置時 左壁上分別出現(xiàn)Pa Pb Pc Pd四個光點 不考慮水面對光的反射 則四個光點在左壁上的排列從下往上依次為 A Pa Pb Pc PdB Pd Pc Pb PaC Pc Pd Pa PbD Pb Pa Pd Pc A 13 2015 資陽 井底之蛙 這個成語大家都很熟悉 如圖所示 在一個干枯的井底正中央P點有一只青蛙 它的視野范圍如圖a所示 大雨將井全部灌滿水 若青蛙仍在P點 請你在圖b中畫出青蛙視野發(fā)生變化后的大致情況 14 2015 鎮(zhèn)江 當(dāng)光線從水中射向空氣時 它的反射光線如圖所示 請畫出入射光線和折射光線 15 2015 蘇州 將一矩形玻璃磚從中間斜切后 向左右沿水平直線拉開一小段距離 如圖所示 一條光線從左側(cè)面垂直射入 畫出這條光線從右側(cè)玻璃磚射出的折射光路圖 保留作圖痕跡 16 2015 隨州 科學(xué)家研制出了一種新材料 newmaterial 以下簡稱 N材料 當(dāng)光線從空氣中以60 入射角傾斜射入 N材料 時 發(fā)現(xiàn)折射光線竟然和入射光線位于法線的同側(cè) 且此時折射角為45 同時光路是可逆的 如圖 將一塊 N材料 板豎直放置 光線PQ以圖示角度從空氣射入該材料 AB CD兩表面平行 畫出光線經(jīng) N材料 后 從CD面出射的光路 標(biāo)明相關(guān)角度 17 2014 鄂州 如圖所示 一束光線垂直入射到1 4圓形玻璃磚的平面上 請畫出光線通過玻璃出射到空氣中的光路圖 18 2015 安徽 某實驗小組在探究光的折射規(guī)律時 讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中 看到如圖所示的現(xiàn)象 1 請在圖中分別作出入射角 用字母i表示 和折射角 用字母r表示 2 為了探究光從空氣斜射入水中時折射角和入射角的關(guān)系 以下方案中正確的是 填 A B 或 C A 只測量圖中的入射角和折射角 分析并得出結(jié)論B 保持入射角不變 進(jìn)行多次實驗 測量入射角和每次實驗的折射角 分析并得出結(jié)論C 改變?nèi)肷浣?進(jìn)行多次實驗 測量每次實驗的入射角和折射角 分析并得出結(jié)論 C 19 2015 湖州 小明喝水時 偶然發(fā)現(xiàn)透過水面看不見玻璃水杯外側(cè)的手指 他感到很驚奇 玻璃和水都是透明物質(zhì) 為什么光卻不能透過呢 小明決定找出原因 下面是小明的探究過程 根據(jù)光經(jīng)過的路徑 首先想到了這種現(xiàn)象與光的折射有關(guān) 為此他根據(jù)光從水中射向空氣的光路進(jìn)行了推測 如圖1 光從水中射向空氣時 折射角大于入射角 當(dāng)入射角逐漸增大時 折射角也逐漸增大 那么 當(dāng)入射角增大到某一值時 會不會 1 小明的推測是 2 小明為了驗證自己的推測 進(jìn)行了如圖2所示的實驗 實驗過程中逐漸增大激光筆射向水面的入射角的角度 當(dāng)增大到某一角度時 小明觀察到 證實了自己的推測 3 當(dāng)光從空氣射向水中時 也會出現(xiàn) 看不見 的現(xiàn)象嗎 說出你的觀點并解釋 折射光線消失 光斑消失 不會 光從空氣射入水中時 折射角始終小于入射角