初、高中物理銜接材料二 光學銜接題（一）光的折射現(xiàn)象

新課標初、高中物理銜接教學研究材料二：光學銜接題（一）光的折射現(xiàn)象(一)知識規(guī)律初中階段不要求掌握光折射時折射角和入射角的定量關系，但是在考試中可以探究的形式對考生進行考察。比如下面的題目只要你能認真分析數據找到一個大致的規(guī)律即可得分。而很多同學在分析題目時，只記得常見的正比反比規(guī)律，而沒有注意到數據可能在一定的范圍內是比例關系，但超出這一定范圍就不再成比例關系了。（二）例題探究例1、下圖是研究光的折射規(guī)律的實驗原理圖；下表中記錄了不同的入射角和對應的折射角的實驗測量數據。入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°折射角6.7°13.3°19.6°25.2°30.7°35.1°38.6°40.6°（l）請你結合圖，以光從空氣進入到玻璃中的情況為例，分析實驗數據（光從空氣進入其它透明介質中也可得到具有相同規(guī)律的實驗數據），對光從空氣進入其它透明介質中的折射規(guī)律加以總結（補充完整）a．折射光線跟入射光線和法線在同一平面內，并且分別位于法線兩側；b．_____________________。(2）請定量比較實驗數據．把你新的發(fā)現(xiàn)寫在下面：_____________________。解析：（1）b表格中入射角i從10°逐漸增大到80°，折射角γ隨之從6.7°逐漸增大到40.6°，而且對應的折射角總是小于入射角。故答案為：b．入射角增大，折射角也增大；但折射角總是小于入射角。

（2）從表格中數據還可以看出：

入射角為10°．折射角為6.7°；

入射角變?yōu)?0°，折射角為13.3°=2×6.7°-0.1°；

入射角為30°．折射角為19.6°=3×6.7°-0.5°；

入射角為40°．折射角為25.2°=4×6.7°-1.6°；

入射角為50°．折射角為30.7°=5×6.7°-2.8°；

可見，入射角較小時，入射角增大幾倍，折射角近似增大幾倍；入射角增大的倍數較大時，這種關系不再成立。答案：(1)b．入射角增大，折射角也增大；但折射角總是小于入射角入射角較小時，入射角i與折射角近似成正比關系；當入射角較大時，正比關系不再成立。例題2、如下圖甲所示光從一種介質中進入另一種介質中既有折射也有反射，且折射角大于入射角，那么當入射角逐漸增大（如圖乙）我們發(fā)現(xiàn)折射角也越來越大，如果入射角大到一定的程度，折射角由于不會大于90°，所以折射光線就會消失，這種現(xiàn)象叫做全反射（如圖丙），下列關于全反射說法正確的是()光從玻璃中進入空氣中可能發(fā)生全反射B．光從空氣中進入玻璃中可能發(fā)生全反射C．光從玻璃中進入空氣中或從空氣中進入玻璃中都有可能發(fā)生全反射D．全反射并非真正的反射，所以不遵守光的反射定律解析：從題目可以看出，只有當折射角大于入射角時，才有可能出現(xiàn)全反射，而光從玻璃進入空氣符合折射角大于入射角，所以A正確。而全反射時只是折射光消失了，反射光與正常的反射是一樣的，所以不違背光的反射定律。答案：A材料二：光學銜接題（一）光的折射現(xiàn)象提升訓練1、小明在探究光的折射規(guī)律時，意外發(fā)現(xiàn)：當光沿某方向從半圓玻璃磚射向空氣時，折射光消失而反射光卻變得更亮，如圖，老師告訴他這是光的全反射現(xiàn)象。課后，小明查到光從玻璃射向空氣時的一些數據如下表。入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角r0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%（1）光從玻璃斜射向空氣時，反射能量隨著入射角的增大而______，當入射角i≥______時，反射能量達到100%，就發(fā)生了全反射現(xiàn)象。（2）由表格數據可知：圖中圖象______（選填“a”或“b”）反映了上述實驗中的兩角關系。（3）根據光路可逆，當光從空氣斜射向玻璃時，______（選填“可能”或“不能”）發(fā)生全反射現(xiàn)象。2、閱讀《光的全反射》，回答：光的全反射如圖所示，當光線從玻璃斜射入空氣里的時候，一部分光會進入空氣里發(fā)生折射，此時折射角β大于入射角α．若入射角增大時，折射角也隨之增大，當入射角增大到某值時（小于90°），折射角會增大到90°．若繼續(xù)增大入射角，此時空氣中沒有折射光射出，光線全部反射回玻璃，這種現(xiàn)象叫做光的全反射．折射角等于90°時的入射角稱為臨界角．當光從水或玻璃射入空氣時，只要入射角大于臨界角，光就會發(fā)生全反射．海面上出現(xiàn)的海市蜃樓奇景如圖所示，就是因為光的在空氣層中多次折射和全反射而形成的自然景觀．在夏季，由于空氣的熱脹冷縮，因此空氣層下密上疏．景物的光線先由密的空氣層逐漸折射進入稀的空氣層，并在上層發(fā)生了全反射，由于人的視覺總是感到物像是來自直線方向的，因此看到的“景物”比實物抬高了許多．人們利用光的全反射的現(xiàn)象制成了光纜，用于通信等方面．光在均勻透明的玻璃棒中傳播，即可在彎曲的玻璃棒的光滑內壁上，借助于接連不斷地全反射，可以將光從一端傳導到另一端，即使棒的截面直徑很小，甚至到微米數量級，傳導的效果也不變，這種導光的細玻璃絲稱為光導纖維如圖所示．光導纖維束已成為一種新的光學基本元件，在光通信、光學窺視及光學特殊照明等方面有重要的應用．榮獲諾貝爾物理學獎的華裔科學家高錕在此方面貢獻突出，被世界譽為“光纖通訊之父”．請根據上述材料，回答下列問題：（1）光發(fā)生全