题文

如图所示，一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象．已∠1=∠2≠∠3，试指出图中的界面和法线并在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的传播方向．

题型：问答题  难度：中档

答案

仔细分析题图，先分析哪是界面，AO、BO、CO不可能是界面（为什么？自己分析一下）只有MM′和NN′是界面． 假设界面是NN′，那么MM′就是法线，利用光的反射定律，入射光线、反射光线必在同一种介质内，并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧，CO应是入射光线，BO是反射光线，OA是折射光线， 因为∠2≠∠3，所以反射角（∠BOM）和入射角（∠COM）不相等，不符合光的反射定律．假设不成立．因此只有MM′是界面，NN′是法线． 在三条光线中，有OA、OB两条线在同一介质中，所以入射光线只可能是OA、OB中的某一条．假设OB是入射光线．那么OA是反射光线，OC则是折射光线，这样折射光线OC和入射光线OB在法线同一侧了．不符合折射规律，假设不成立．只有OA是入射光线，那么OB是反射光线，OC是折射光线，光由某介质射入空气中时，折射光线应远离法线偏折，与图示情况相符，∠1=∠2． 所以MM′是界面，NN′是法线，三条光线如图所示．

据专家权威分析，试题“如图所示，一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象．已..”主要考查你对  光的反射规律及其应用，光的折射规律及其应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

光的反射规律及其应用光的折射规律及其应用

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”。