题文

准备知识：光能够在其中传播的物质叫媒质．光在同一均匀媒质里转播的路线是直线．当光在不均匀的媒质里传播时，它的路线不再是直线，而会发生弯曲．如太阳光通过地球大气层时，由于大气密度分布不均匀，因而光的传播路线是弯曲的，如图1所示．因此，地球上的人看到的太阳位置要比它的实际位置高．根据上述事实，完成下面题目的有关要求： 在一底面是平面镜、四周是透明玻璃的空鱼缸内注入一定量的水，然后在鱼缸底部均匀地撒上一层砂糖．当砂糖刚全部熔解后，让激光发生器L发出的一束激光从鱼缸的一个侧壁靠近底部处射入．可以观察到激光束在鱼缸底部糖液中的传播路径类似于乒乓球向前运动不断与水平桌面发生碰撞所出现的运动轨迹，如图2所示．请解释出现上述现象的原因．要求在解释过程中能说明 （1）激光束进入溶液后为什么会按图中所示那样弯曲； （2）在A、B两点处发生了什么现象，并作图表示； （3）粗略说明为什么OA、AB、BC基本相似．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）因为在均匀介质中，激光是直线传播的．砂糖水溶液的密度不是均匀的，越深密度越大，所以激光传播时发生折射，传播路线是弯曲的． （2）O向上的半段液体的密度减小，最高点为纯水密度；后半段液体的密度增大，A点最大，当光线发生弯折后射到A点时，因容器底部是平的，相当于平面镜，所以要发生反射，同理，在B处也会发生反射现象，如下图所示： 答：在A、B两点处发生了反射现象． （3）从O、A、B点反射的光方向是一样，同一深度液体密度是相同的，所以光传播规律一样，因此OA、AB、BC基本相似．

据专家权威分析，试题“准备知识：光能够在其中传播的物质叫媒质．光在同一均匀媒质里转播..”主要考查你对  光的折射现象，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：

光的折射现象光的折射的光路图

考点名称：光的折射现象

• 概念：
  

  	概念	说明
  光的折射现象	光从一种介质斜射入另一种介质时，传播的方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折，如图所示	(1)对光发生折射现象的理解：入射光和折射光分别在两种不同的介质中，因此它们的传播速度不同，传播方向也往往发生改变 (2)通常在发生光的折射现象时，在界面上也同时会发生光的反射现象 (3)光线垂直射人界面时，将不会看到折射现象，即光的传播方向不发生变化

  
  生活中的折射现象：
  斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折；往脸盆中倒水，看到盆底深度变浅；潜水中的人看岸边的人变高；从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。

• 常见折射现象及解释：
  1．光的折射现象光的折射会造成许多光学现象，如水底看起来比实际的浅，一半斜捅入水中的筷子变弯曲，鱼缸中的鱼看起来变大，海市蜃楼等。要解释这些现象，首先要知道看见的并非实际物体，而是物体经折射后成的虚像。
  
  2．举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例，其原因我们可以作如下分析：
        我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里，假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示)，眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播)，逆着折射光线看过去，就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的，因此我们会觉得A’比A高了，即看起来池底升高，池水“变浅”了。有经验的渔民都知道，在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方，才能把鱼叉到。
  
      若从水中去观察岸上的物体，P点的位置将会升高，如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察10m跳台，就会感到其高度超过10m。
      因此可以得出结论：从岸上看水里和从水里看岸上相同，都是看到升高了的虚像。
      补充：人眼之所以看到物体的虚像，都是因为折射光线(或反射光线)进入人的眼睛，而人眼总认为光沿直线传播，这就使人在折射光线(或反射光线)的反向延长线上看到一个虚像。

• 光的折射的特殊情况：
  全反射
  1. 定义：光由光密（即光在此介质中的折射率大的）媒质射到光疏（即光在此介质中折射率小的）媒质的界面时，全部被反射回原媒质内的现象。
  
  2. 原理：
  公式为n=sin90°/sinc=1/sinc
  sinc=1/n
  (c为临界角）
       当光射到两种介质界面，只产生反射而不产生折射的现象．当光由光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角．当入射角增大到某一数值时，折射角将达到90°，这时在光疏介质中将不出现折射光线，只要入射角大于或等于上述数值时，均不再存在折射现象，这就是全反射．所以产生全反全反射全反射射的条件是：①光必须由光密介质射向光疏介质．②入射角必须大于或等于临界角(C)．
      所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比，折射率较小的，光速在其中较快的，就为光疏介质；折射率较大的，光速在其中较慢的，就为光密介质。例如，水折射率大于空气，所以相对于空气而言，水就是光密介质，而玻璃的折射率比水大，所以相对于玻璃而言，水就是光疏介质。
      临界角是折射角为90度时对应的入射角（只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时，才会发生全反射）
  
  3. 全反射的应用：光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现，是光在空气中全反射形成的。

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