光的折射實(shí)驗(yàn)專題

光的折射實(shí)驗(yàn)專題1.（2010）如圖是研究光的折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)原理圖；下表中記錄了不同的入射角和對(duì)應(yīng)的折射角的實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)。入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°折射角γ6.7°13.3°19.6°25.2°30.7°35.1°38.6°40.6°

（1）請(qǐng)你結(jié)合圖，以光從空氣進(jìn)入到玻璃中的情況為例，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中也可得到具有相同規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），對(duì)光從空氣進(jìn)入其他透明介質(zhì)中的折射規(guī)律加以總結(jié)（補(bǔ)充完整）：

a．折射光線跟入射光線和法線在同一平面，并且分別位于法線兩側(cè)；

b．________。

（2）請(qǐng)定量比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，把你新的發(fā)現(xiàn)寫在下面：________________。答案：（1）入射角增大，折射角也增大；但折射角總是小于入射角；（2）入射角較小時(shí)，入射角i與折射角γ近似成正比關(guān)系；當(dāng)入射角較大時(shí)，正比關(guān)系不再成立．2.（1）某實(shí)驗(yàn)小組在探究光的折射規(guī)律時(shí)，將光從空氣分別射入水和玻璃，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：空氣中的入射角i0°30°45°60°水中的折射角r0°22°32°40°玻璃中的折射角0°17°24°30°

分析表格中的數(shù)據(jù)，你肯定能得出一些規(guī)律。請(qǐng)寫出兩條：

；

（2）小明做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：潛入游泳池中，看游泳池旁邊的路燈，覺(jué)得路燈不在原來(lái)的位置。

你認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：看到的電燈的位置

電燈的實(shí)際位置。（填“高于”或“低于”）小明用作圖方法說(shuō)明這個(gè)結(jié)論，下面四幅光路圖中，正確的是（

）答案：（1）折射角隨著入射角增大而增大；相同入射角時(shí)玻璃的折射角比水的折射角小，或玻璃比水對(duì)光的偏折能力強(qiáng)；入射角為0°，折射角為0°；從空氣斜射入不同介質(zhì)中，折射角不同（2）高于；A3.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，那么折射角r與入射角i之間究竟有什么關(guān)系4.表中是光在幾種不同介質(zhì)中的傳播速度，如圖甲、乙、丙是光在這幾種介質(zhì)中發(fā)生折射的光路圖。(1)分析表中的數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是：_____(2)分析表中的數(shù)據(jù)和甲、乙、丙的光路圖可以得出的結(jié)論是_____；(3)由分析的結(jié)論可知，光從水中斜射入玻璃中，折射角_____（選填“大于”或“小于”）入射角。（4醫(yī)學(xué)中常用超聲波擊碎人體的結(jié)石，這是利用了聲音可以傳遞___________。超聲波從空氣中斜射入人體類似光一樣發(fā)生折射，如圖8所示，超聲波進(jìn)入人體擊碎結(jié)石時(shí)，入射點(diǎn)應(yīng)在O點(diǎn)的____側(cè)（選填“左”或“右”），此時(shí)入射角____折射角（填“大于”或“小于”）。答案（1）由表中數(shù)據(jù)得出：光在不同介質(zhì)中的傳播速度一般不同．

（2）甲圖中，光在真空中的速度大于在空氣中的傳播速度，折射角小于入射角；

乙圖中，光在空氣中的速度大于在水中的傳播速度，折射角小于入射角；

乙圖中，光在玻璃中的速度大于在空氣中的傳播速度，折射角大于入射角；

由此可得：光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角．

（3）由表中數(shù)據(jù)知道，光在水中的速度大于在玻璃中的傳播速度，因此折射角小于入射角．

故答案為：（1）光在不同介質(zhì)中的傳播速度一般不同；

（2）光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；

（3）小于．4

）；右；大于。5小紅同學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)了光的直線傳播現(xiàn)象和反射現(xiàn)象，以及光在反射時(shí)所遵守的規(guī)律--光的反射規(guī)律，這些現(xiàn)象都是光在同一種均勻介質(zhì)中的傳播現(xiàn)象．那么光從一種介質(zhì)射向另外一種介質(zhì)時(shí)，又將如何傳播呢？小紅同學(xué)利用以下實(shí)驗(yàn)來(lái)探究并觀察光的折射現(xiàn)象及其規(guī)律．如圖所示，其中圓形白色屏E是由2cm厚的塑料板做成的．邊緣標(biāo)有均勻的刻度，中間開(kāi)有長(zhǎng)方形口，恰好將長(zhǎng)方形的玻璃容器放進(jìn)去．容器中裝有適量的水．并在水中插有可轉(zhuǎn)動(dòng)的白色屏F，F(xiàn)用樹(shù)脂板做成，在白色屏E和F上可顯示光束傳播的路徑，圓周上有一可移動(dòng)的光源S．（1）探究一：使白色屏E和F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，觀察折射光線和入射光線，在白色屏F上出現(xiàn)了折射光線，當(dāng)把白色屏F分別向前、向后折，并保持入射光線位置不動(dòng)，再觀察折射光線，此時(shí)F屏上沒(méi)有折射光線，這說(shuō)明_______________。（2）探究二：使白色屏E和F在同一平面上．讓光從空氣斜射向水面，觀察折射光線和折射角，使光源S逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，折射光線也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則可得出的結(jié)論是：

①_______________。②_______________。（3）探究三：移動(dòng)光源S，讓光垂直射向水面，當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，觀察到的現(xiàn)象是光的傳播方向______________。（選填“改變”或“不變”）此時(shí)入射角為_(kāi)____________度，折射角為_(kāi)____________度．（4）探究四：先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點(diǎn)和折射光線的位置，再讓光線逆著折射光線方向射入，通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)光線逆著原入射光線的方向．結(jié)論是______________。答案：（1）線、入射光線和法線在同一平面；（2）①折射光線與入射光線分居在法線兩側(cè)；②折射角隨著入射角的改變而改變；

（3）不變；0；0；（4）在折射現(xiàn)象中光路是可逆的．6.）小明在學(xué)了光的折射后，想知道光進(jìn)入不同介質(zhì)時(shí)，彎曲程度是否相同（折射角是否相等），如不同，彎曲程度跟什么因素有關(guān)？老師幫他設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：用一厚玻璃缸盛一定量的水，讓一激光手電筒射出的光束從空氣中斜射入水中，從水中進(jìn)入玻璃，再次進(jìn)入空氣中，其光路如圖所示．小明上網(wǎng)查出一些介質(zhì)的其他參數(shù)如下表．物質(zhì)密度/（kg/m3）光速/（m/s）空氣1.293.0×108水1.0×1032.25×108玻璃

2.0×108植物油0.8×103

(1)分析光路圖，你能得出什么結(jié)論？(2)分析表中數(shù)據(jù)猜想：①玻璃的密度比水的密度________；②光在植物油中的傳播速度比在水中的傳播速度________．(3)你能得出折射角的變化規(guī)律嗎？答案（1）進(jìn)入不同介質(zhì)中彎曲程度不同；（從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化）大．大。光速大的介質(zhì)斜射入光速小的介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角．7如圖所示，直線AB是光滑木板與棉布的分界線（木板與棉布處在同一水平面上），然后使一個(gè)小線軸（如縫紉機(jī)上的線軸）沿著與直線AB成一角度的方向PO勻速滾動(dòng)，可以看到，線軸在棉布上滾動(dòng)的方向發(fā)生了改變．如圖所示，一束光從空氣斜射入玻璃中時(shí)傳播方向也發(fā)生了改變．

（1）由圖可知當(dāng)線軸的甲輪剛接觸到棉布時(shí)，其速度的大小將______（變小/不變/變大），此時(shí)乙輪速度的大小將______（變小/不變/變大）

（2）從圖中兩種類似現(xiàn)象可知，光由空氣斜射入玻璃時(shí)而發(fā)生折射現(xiàn)象的原因可能是___．（3）如圖，小明從家A點(diǎn)到達(dá)學(xué)校C點(diǎn)必須經(jīng)過(guò)一片平地和一片沙地（平地行走速度大于沙地行走速度），他應(yīng)選擇怎樣的路徑最快捷？小明利用光學(xué)知識(shí)確定應(yīng)從______處由平地進(jìn)入沙地（選填“B點(diǎn)”、“B點(diǎn)左側(cè)”或“B點(diǎn)右側(cè)”），請(qǐng)你大致畫出他的行進(jìn)路線．答案：（1）變小、不變（2）光速發(fā)生了變化（3）B點(diǎn)右側(cè)8.同學(xué)要探究光從空氣射入不同介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，折射角與介質(zhì)的關(guān)系，你的猜想是：光以相同的入射角從空氣斜射入不同介質(zhì)（如水、玻璃）中時(shí)，折射角是__________的（填“相同”或“不同”），小麗同學(xué)將一束光從空氣中射入水、玻璃后發(fā)生折射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表入射角水中折射角玻璃中折射角0001012.96.72021.413.33028.519.6（1）比較數(shù)據(jù)中的第一行，可得的結(jié)論是：____________________________（2）比較第二列或第三列與第一列的數(shù)據(jù)變化，可探究出的結(jié)論是：__________________________________________（3）比較第2行或第3行中或第4行中各個(gè)數(shù)據(jù)，及與光在它們中傳播速度的大小可探究出的結(jié)論是：當(dāng)光以相同入射角從空氣斜射入不同介質(zhì)時(shí)，折射角的大小與_____________有關(guān)，關(guān)系是：________________________答案為：不同；（1）光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)光的傳播方向不變（2）射角隨入射角的增大而增大。（3）光在該介質(zhì)中的傳播速度；光在該介質(zhì)中的傳播速度越小，折射光線越靠近法線，折射角越小。9小通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究光從水中射入空氣中的現(xiàn)象，圖是他根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象畫的光路圖．改變?nèi)肷浣堑拇笮。l(fā)現(xiàn)空氣中的折射光線與法線的夾角隨入射角的增大而增大．你猜想，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是______；

你猜想的依據(jù)是______．答案：折射光線消失；折射角等于90度；折射光線沿水面前進(jìn)；光線全部反射回水中。（2）折射角大與入射角，入射角增大時(shí)，折射角先增大到90度。10（2014撫州）小文在探究光的折射規(guī)律時(shí)，將光從空氣分別射入玻璃和水中．其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：

實(shí)驗(yàn)一：將光從空氣射入玻璃中

（1）將半圓形玻璃磚放在標(biāo)有角度的圓盤上．如圖1所示；

（2）將一束激光從空氣射向玻璃磚的圓心O處，激光在O處發(fā)生折射．記錄入射角和折射角；

（3）逐漸增大入射角，重復(fù)步驟（2）；

實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)如表格一所示：

表格一實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角i0°30°45°60°水中折射角r0°17°24°30°實(shí)驗(yàn)二：將光從空氣射入水中

（1）將標(biāo)有角度的圓盤按圖2所所示安放；

（2）將一束激光從空氣射向水面O處，激光在O處發(fā)生折射，記錄入射角和折射角；

（3）逐漸增大入射角，重復(fù)步驟（2）；

實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)如表格二所示：

表格二實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234入射角i0°30°45°60°玻璃中折射角r0°22°35°40°分析以上數(shù)據(jù)可得：

①當(dāng)光從空氣垂直入射到其它透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向______．

②當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水中時(shí)，折射角______（選填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；

③當(dāng)光以相同的入射角斜射入不同的介質(zhì)中時(shí)，折射角______（選填“相等”或“不相等”）．11（2013）某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，入射光線、折射光線和法線在同一平面，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還得到如下數(shù)據(jù)：入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11.3°22.1°35.4°40.9°

（1）分析表中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：

①光從空氣斜射到水面時(shí)，將同時(shí)發(fā)生____