-初二物理-探究光的折射规律

实验
序号
入射角
（度）
折射角
（度）
1 55°40°
2 45°30°
3 20°15°
实验
序号
入射角
（度）
折射角
（度）
4 55°35°
5 45°25°
6 20°10°
实验
序号
入射角
（度）
折射角
（度）
7 15°20°
8 30°45°
9 40°55°【例1】某小组同学为了探究光从一种介质斜射入另一种介质时的传播情况。

进行了如图 1 所示的实验，得到的数据分别填入表一、表二、表三中。

表一（光从空气射入水中）表二（光从空气射入玻璃中）表三（光从水中射入空气中）
（1）分析表一和表二中的数据可知，光从空气斜射入水或玻璃中，折射角入射角，折射角随入射角的增大而。

（2）分析比较实验序号中的数据，可以发现光的折射现象也遵循光路可逆的规律。

（3）小王同学在实验步骤的基础上继续实验，发现了如上图所示的实验现象，并在此基础上对折射光线的变化趋势进行了合理的猜测：当继续增大入射角时，可能发生的现象会是以下选项中的项。

【答案】（1）小于，增大；（2）1 和9（或2 和8、3 和7）；（3）B。

【解析】解：
（1）分析表一和表二中的数据可知，光从空气斜射入水或玻璃中，折射角小于入射角，折射角随入射角的增大而增大。

（2）分析比较实验序号1 和9（或2 和8、3 和7）中的数据，可以发现光的折射现象也遵
循光路可逆的规律。

（3）由图可知，当光从水斜射入空气中时，入射角增大时，折射角也增大，当入射角增大到49°时，折射角会达到最大值90°；若继续增大入射角，将会发现不再有折射光线，而只存在反射光线（即发生全反射），故选B；
故答案为：
二、巩固练习
1．（2018•长沙模拟）在“探究光的折射规律”的实验中，某组同学将光分别射入水和玻璃中，并记录了如下数据。

分析表中数据，回答下列问题：
空气中的入射角i 0°30°45°60°
水中的折射角r 0°22°32°40°
玻璃中的折射角β0°17°24°30°
（1）光从空气射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而（选填“增大”“减小”或“不变”）；
（2）当光以30°的入射角从玻璃中射向空气时，则折射角为。

2．（2018 秋•芜湖期末）在探究光的折射特点时，小明记录下光从空气射入水中时的光路并改变入射角多次实验。

通过实验得到如下数据：
入射角α0°15°30°45°60°
折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°
实验中发现，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。

分析表中数据，可得出结论：
（1）当光从空气斜射到水面时，将同时发生和现象；
（2）光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：，且折射角（选填“大于“、“等于“或“小于“）入射角。

当光从空气垂直射到水面时折射角等于。

3．（2018 秋•乳山市期中）小明同学想探究“光从空气斜射入水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大。

”提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图所示）：接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再道过分析就可得到实验结论。

经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。

（1）要实现探究目的，他们应选择图乙中的（选填字母序号）两图示实验，这样选择的目的是。

（2）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了。

（3）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，对光的偏折本领较大。

4．（2018 秋•谢家集区期中）为了探究“光的折射规律”，小平同学将一细光束从玻璃中斜射与空气的分界面，如图所示。

（1）在此实验中，小平同时看到了光的反射和折射现象。

请你在图中画出法线、反射光线，并大致画出光从玻璃进入空气折射光线。

（2）实验可观察到：当入射角增大时，折射角在（填“增大”或“减小”）。

（3）实验中，当入射角增大到一定值时，（填“可能”或“不可能”）只看到反射光线，看不到折射光线。

5．（2019•信阳二模）将一束光AO 斜射向空气和水的分界面上O 点，如图所示，过点O 作垂线段MN，测量角α、β、γ的数值并记录在表格中：
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）结合实验现象、分析表中数据，可得出结论：光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射；折射角（选填“大于”、“等于”或“小于“）入射角；且折射角随入射角的（填写具体的变化关系）；当光从空气垂直射到水面时，传播方向。

（2）某同学选择了空气和玻璃两种介质也进行了光的折射现象的探究，并且也得出了一组数据，如表格所示，他结合光在空气、水和玻璃中的光速大小进行了推测，他认为如果将一束光从水中射向玻璃中，折射角将（选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。

入射角α0°15°30°45°60°
反射角β0°15°30°45°60°
折射角γ0°10°20.1°32.3°38.2°
三、参考答案与试题解析
1．【解答】解：（1）由表格中的数据可知：当空气中的入射角i 由0°增大到60°时，折射角由0°增大到30°，即光从空气射入其他介质时，折射角随着入射角的增大而增大；
（2）由表格数据可知，当光线以60°入射角从空气中射向玻璃中时，则折射角是30°；
在光的折射中，光路是可逆的，因此当光以30°的入射角从玻璃中射向空气时，则折射角为60°。

故答案为：（1）增大；（2）60°
2．【解答】解：（1）由图知：光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；
（2）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角；
当光从空气垂直射到水面时，传播方向不改变，此时入射光线、折射光线与法线重合，则折射角等于0°。

故答案为：（1）反射；折射；（2）入射角增大折射角也增大；小于；0°。

3．【解答】解：（1）根据控制变量法的思想，要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，符合条件的有B、D 两图；
（2）为了把液体对光线的偏折程度体现出来，需要在水槽底部贴上刻度尺，记录折射光线照射在水槽底部的光斑的位置；
（3）根据记录，油中光斑的位置距离空气比较远，因此油对光线的偏折程度大，对光的偏折本领较大。

故答案为：（1）BD；只改变种类，保证其他量不变；（2）便于确定折射光线的位置；（3）油。

4．【解答】解：（1）首先做出法线MN，根据反射角等于入射角做出反射光线OB；再做出折射光线OC，光从玻璃中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线将远离法线，如下图所示：
（2）折射光线和法线的夹角是折射角，入射光线和法线的夹角是入射角，当光线从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，入射角增大，折射角增大；
（3）若不断增大光在玻璃中的入射角，增大到一定程度，可能看不到折射光线，产生了全发射。

故答案为：（1）见上图；（2）增大；（3）可能。

5．【解答】解：
（1）由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，折射角小于入射角；当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大（或折射角随入射角的减小而减小）；
当光从空气垂直射到水面时，传播方向不变；
（2）在空气、水和玻璃中的光速关系为v 空气＞v 水＞v 玻璃，由两表知，在入射角相同时，玻璃中的折射角小于水中的折射角，由此可得：光由传播速度大的介质中斜射入传播速度小的介质中时，折射角小于入射角；
所以，如果将一束光从水中射向玻璃中，折射角将小于入射角。

故答案为：（1）小于；增大而增大；不变；（2）小于。