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如图，是一束光从空气斜射到水面上，试作出这束光在界面上发生的反射和折射光线．-物理
[db:作者]  2019-12-19 00:00:00  互联网

题文

如图，是一束光从空气斜射到水面上，试作出这束光在界面上发生的反射和折射光线．


题型：问答题  难度：中档

答案

过入射点垂直界面作出法线，在空气中法线右侧斜向上作出反射光线，并使反射角等于入射角，如图；
在法线右侧的水中斜向下作出折射光线，使折射角小于入射角，如图：


据专家权威分析，试题“如图，是一束光从空气斜射到水面上，试作出这束光在界面上发生的..”主要考查你对  光的反射的光路图，光的反射规律及其应用，光的折射规律及其应用，光的折射的光路图  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的反射的光路图光的反射规律及其应用光的折射规律及其应用光的折射的光路图

考点名称：光的反射的光路图

  • 光的反射现象的几个名词：

    入射点O：光线射到反射面上的一点
    入射光线AO：射向反射面上的光线
    反射光线OB：被反射面反射的光线
    法线ON：过入射点O垂直于反射面的直线，作图时，ON常画成虚线
    入射角i：入射光线AO与法线ON的夹角
    反射角r：反射光线OB与法线ON的夹角；

     

  • 几种特殊的光路：
    ①当入射光线垂直于反射面入射时，入射角为零度，反射角也为零度；入射光线、法线、反射光线三线重合，但两光线方向相反
    ②互相平行放置的平面镜，当光照到其中一块平面镜上时，反射光线经另一个平面镜反射后，与原入射光线平行

  • 光反射时的作图方法：
    类型 作图方法
    已知入射光线作反射光线 先找出入射光线与反射面的交点（入射点)，过入射点作垂直于界面的直线——法线，将法线作为角的一边，以入射点作为角的顶点，在图中作一角等于入射角的线，该线就是反射光线，并注明光线方向
    已知反射光线作入射光线 先找出反射光线与反射面的交点（入射点)，过入射点作垂直于界面的直线——法线，将法线作为角的一边，以入射点作为角的顶点，在图中作一角等于反射角的线，该线就是入射光线，注意光线方向是从光源射向入射点的
    已知入射光线和反射光线确定平面镜的位置 先作出入射光线和反射光线夹角的平分线，此线为法线。过入射光线与反射光线的交点(角的顶点或者说是入射点)作垂直法线的一条直线，该直线为平面镜的位置

    例：如图所示，在0点放置一个平面镜，使与水平方向成60。角的太阳光经0点反射后，水平射入窗口P中。请你在图中画出平面镜的位置，并标出反射角的度数。

    解析：可先画出O点射向窗口P的反射光线，再作反射光线与入射光线夹角的角平分线即法线，最后过O点作法线的垂线即平面镜的位置。入射角+ 反射角：180。一60。=120。，又因为反射角：入射角，所以反射角为60。。
    答案：如图所示

考点名称：光的反射规律及其应用

  • 反射定律：
    入射光线、反射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角（∠i=∠r）。

    光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系，可简记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，两角相等(两角量值关系)”。
    特殊情况垂直入射时，入射角反射角都是零度，法线、入射光线、反射光线合为一线。

  • 对于光的反射定律，应掌握以下五点：
    1、根据光的反射定律可知，任何一条反射光线都对应一条入射光线。

    2、定律的叙述有一定逻辑因果关系：先有入射，后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”，因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”，若倒过来说意思就反了，不符合逻辑因果关系。

    3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化，入射角增大时反射角也增大，入射角减小时反射角也减小，入射角变为0。，反射角也变为0。，此时，入射光线、反射光线、法线重合，“三线合一”。

    4、法线起“准则”的作用，是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时，法线仍与反射面垂直，也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直，而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。

    5、在描述光的反射定律的光路图中，有两个重要的角度关系，即反射角等于入射角，r=i；入射角与入射光线和反射面的夹角互余，i+α=90。。

  • 自行车尾灯的设计：
       利用直角平面镜的反射规律，制成了自行车的反光灯，如图所示。夜晚，汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时，经自行车上互成直角的两个反射面的反射，反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛，使司机容易发现骑自行车的人，有利于夜间行车安全。

    例  自行车是一种便捷的交通丁具，它包含了许多物理知识。例如，自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光，但在夜晚，当有汽车灯光照射到尾灯上时，就会发生反射，以引起司机注意。尾灯的结构如图所示，请在图中画出反射光线，并说明反射光线有什么特点。

    解析：利用光的反射定律作用，当两个反射面垂直时，一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
    答案：如图所示

    入射光线平行射入，反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)

考点名称：光的折射规律及其应用

  • 基本概念：
    意义 表示 图示
    入射光线 射向界面的光线 AO
    折射光线 进入另一种介质的光线 OB
    法线 与分界面垂直的虚线 MN
    入射角 入射光线与法线的夹角 ∠AOM
    折射角 折射光线与法线的夹角 ∠NOB

    内容：
      光发生折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居法线两侧；当光线从空气斜射入其他透明介质时，折射角小于入射角，如图甲所示；当光线从其他透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角，如图乙所示。


    规律总结：
    不论是光线从空气斜射人其他介质，还是从其他介质斜射入空气，空气中的“角”总是大于其他介质中的“角”。

考点名称：光的折射的光路图

  • 光的折射光路图的作图关键：
    进行光的折射画图的关键是先画出法线，然后根据发生折射时折射角和入射角之间的大小关系画出入射光线或折射光线。

  • 利用光的折射规律作图
    1．光的折射规律：光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；且折射光线与入射光线分居法线的两侧；光从空气斜射入水(或玻璃)中时，折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角)、当入射角增大(或减小)时，折射角也增大(或减小)。

    2．说明：
    (1)弄清一点(入射点)、二角(折射角、入射角)、三线(折射光线、入射光线、法线)的含义。
    (2)光的折射具有可逆性。
    例1：如图所示，光线AB射向玻璃板，请作出光线在玻璃板左右界面处发生折射的光路图。

    解析：根据光的折射规律，光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角．可画出两条折射光线。
    答案：如图所示


    例2：如图所示光线AB射向三棱镜，请作出光线在玻璃界面发生折射的光路图。

    解析：根据光的折射规律，光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，可画出两条折射光线。
    答案：如图所示
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