初二物理竞赛第3讲光的折射学生版

3光的折射漫画释义12知识互联网模块一：光的折射现象知识导航光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时, 传播方向一般会发生偏折, 这种现象叫光的折射光的折射 规律1. 折射光线和入射光线分居法线两侧 （法线居中）2. 折射光线、入射光线、法线在同一平面内（三线在同一平面内）3. 当光线从空气射入其它介质时, 折射角小于入射角;4. 当 光 线 从 其 他 介 质 射 入 空 气 时 , 折 射 角 大 于 入 射 角 （ 以上两条总结为: 谁快谁大即为光线在哪种 物质中传播的速度快 , 那么不管那是折射角还是入 射角都是较大的角）5. 在相同的条件下, 入射角越大, 折射角越大折射特点（1）光线垂直入射时, 折射光线、法线和入射光线在同一直线上传播方向不变 , 但光的传播的速度改变（2）在光的折射中, 光路是可逆的（3）不同介质对光的折射本领是不同的空气水玻璃(折射角度）（4）光从一种透明均匀物质斜射到另一种透明物质中时, 折射的程度与后者的折 射率有关全反射1. 从光密介质（即光在其中传播速度较小的）射向光 疏 介质（即光在其中传播速度较大的）, 入射角 逐渐增大, 直到折射角首先到达 90, 所有光线不 能折射出取, 只能反射 如右图2. 生活中应用及现象: 光纤、钻石、三棱镜反光等等海面沙漠利用光的 折射规律 解释现象池水看起来比实际的浅; 插入水中的筷子看起来向上弯折; 在水中叉鱼时, 只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到; 清晨和傍晚的太阳实际上已经落到地平线以下; 海市蜃楼现象等 等都是光折射现象 夯实基础【例1】 请完成下列光路图, 画出折射光线的大致方向.【例2】 右图是光线通过空气和玻璃界面时的光路图, 但未标出光线的行进方向, 已知 MM是界面,下面判断正确的是（）AMM左边是空气, 右边是玻璃; BO 是入射光线, OA 是反射光线, OC 是折射光线BMM左边是玻璃, 右边是空气; BO 是入射光线, OA 是反射光线, OC 是折射光线CMM左边是空气, 右边是玻璃; AO 是入射光线, OB 是反射光线, OC 是折射光线DMM左边是玻璃, 右边是空气; AO 是入射光线, OB 是反射光线, OC 是折射光线【例3】 某校新建成一个喷水池, 在池底的中央安装一只射灯池内无水时, 射灯发出的一束光照在池 壁上, 在 S 点形成一个亮斑, 如图所示, 现往池内注水, 水面升至 a 位置时, 亮斑的位置在 P 点; 如果水面升至 b 位置时, 亮斑的位置在 Q 点, 则 P 点在 , Q 点在 （填 “S 点上方”、“S 点下方”、“S 点”）【例4】 如图所示, 是我们看到的筷子斜插入水中的情况其中正确的是（）能力提升【例5】 （全国初中物理竞赛初赛试题）将筷子竖直插入装水的玻璃杯内, 从俯视图中的 P 点沿水平 方向看到的应该是下面哪个图中的情形? （ ）【例6】 假设地球表面不存在大气层, 那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（） A将延后 B将提前C在某些地区将提前, 在另一些地区将延后D不变【例7】 （多选）在沙漠上或者海面上都会出现“海市蜃楼”, 如图, 下列说法正确的是（）A人看到的景象是实像 B人看到的景象是虚像C人看到的景象是实际存在的, 只是景物的位置不在但是所看到的位置D人看的的是假象, 世界上根本就不存在这样的景物【例8】 （多选）一根塑料管, 竖直插入水中, 水中部分占全长的 1 , 设水上部分长为 a, 水中部分长2为 b, 则（） A在水面外斜上方看, C在水中沿斜上方看,a bB在水面外斜上方看,a = bD在水中沿斜上方看,a = ba b【例9】 人眼在 A 处看见河里 B 处有一白色鹅卵石, 若从 A 处用激光能照射到白色鹅卵石上, 应瞄准（）AB 的正上方BB 处CB 的正下方DB 的右方【例10】如图, 一束光线 HG 从一个实心玻璃球的左面 G 点处射入, 从实心玻璃球的右面射出现在右 图中画出几条折射光线, 能正确表示折射光线路径的是 （从入射线开始连续填 写线段字母）【例11】在一个干枯的井底正中央 P 点趴着一只青蛙, 井上有一只狗, 青 蛙恰好看不到狗, 它能看到的视野范围如图所示 天降大雨时 井中全部灌满水, 若青蛙和狗都保持原来位置不动, 下面说法 正确的是（ ）A发生了光的折射, 青蛙可以看到狗 B发生了光的折射, 青蛙的视野范围变大 C发生了光的折射, 狗一定看得见青蛙 D发生了光的折射, 狗不一定能看到青蛙【例12】一束单色光线通过平行玻璃板的光路图, 其中正确的是（）【例13】如图所示, 一束单色光射向三棱镜, 画出这束光两次折射的大致光路【例14】2009 年的诺贝尔物理学奖由三人分享, 其中因在光纤通信技术方面所做的原创性工作而被称 为“光纤之父”的美籍华人是（）A.钱永健B.朱禄文C.高锟D.丁肇中【例15】生活中, 有很多地方需要光线“反向射回”（也叫“回归反射”）, 下面是一些常见的装置, 请你 分析分别用到了哪些光学知识（1）有一种自行车尾灯设计得很巧妙, 当后面汽车的灯光以任何方向射向尾灯时, 它都把光 线“反向射回”, 提高安全性如图 1, 应用了什么原理? 请画出光路图表示（2）利用三棱镜利用 的原理, 使光路反向射回, 如图 2.（3）公路、铁路、广告等领域制作反光标志、标牌使用反光的涂料, 将玻璃微珠均匀单层镶 嵌在有机树脂中作为光学原件, 该产品的使用, 能使人于夜间在数百米以外看清标志, 很大程度地提高了人们夜间对标志的识别能力其放大图如图 3: 1透明保护层; 2玻璃微珠; 3反射层; 4胶合层原理光路如图 4请说明此涂料用到了光 的 原理模块二：光的色散及色光知识导航光的色散1光的色散太阳光通过三棱镜后, 分解成红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫的现象叫做光的色散（如图所示）白光不是 单色光, 而是由各种色光混合而成的2色光的混合（1）色光的三原色: 红、绿、蓝（基于人眼对光线感受的生理作用）（2）三原色色光混合后为白色3物体的颜色（1）不透明物体的颜色由它反射的色光决定比如树叶反射绿光, 就显示绿色如果 物体反射所有的色光, 就显示白色物体吸收所有的色光, 就显示黑色（2）透明体的颜色是由它透过的色光决定的比如红色的玻璃, 就是 能够透过红光的玻璃, 蓝玻璃是能透过蓝光的玻璃4颜料的混合颜料的三原色是红、黄、蓝这三种颜料按一定比例混合, 能调出各种 不同的颜色来 颜料的三原色与色光的三原色不同: 不同色光相混, 光线加强, 所以色光是越混越 白; 而颜料是反射某种光, 吸收其他色光, 颜料越混, 吸收的色光越多, 所以越混 越黑能力提升【例16】（2010梧州）棱镜可以把太阳光分解成 、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色 的光, 把它们按这个顺序排列起来, 就是光谱在光谱的紫端以外, 也有一种看不见的光, 能 使荧光物质发光, 叫做 .【例17】如图, 将一束太阳光投射到玻璃三棱镜上, 在棱镜后侧光屏上的 AB 范围内观察到不同颜色的 光, 则（ ）A. A 处应是紫光B.只有 AB 之间有光C.将照相底片放到 AB 范围 B 处的外侧, 底片不会感光D.将温度计放到 AB 范围 A 处的外侧, 会看到温度上升【例18】如图所示, 只含红光和紫光的复色光束 PO, 沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后, 如果只 被分成 OA 和 OB 两光束沿图示方向射出, 则（）AOA 为红光, OB 为紫光 BOA 为紫光, OB 为红光 COA 为红光, OB 为复色光 DOA 为紫光, OB 为复色光【例19】黑白照片进行暗室加工时, 所用温度计的液柱是蓝色的, 而不是红色的以下说法中不正确的 是（）A暗室安全灯是红灯, 温度计的红色液柱在这种环境中不易看清B温度计的蓝色液柱在红光照射下是黑的 C蓝色液柱在红光下看得更清楚 D红色液柱在红灯照射下反射白光【例20】一群少先队员, 带黄色安全帽、系红领巾、穿白上衣、浅蓝色运动裤, 在舞台上表演节目用 红色追光灯照射他们, 观众看到的是（）A黄帽、红领巾、白上衣、蓝裤B上衣、红领巾均为红色, 帽、裤均为黑色C黄帽、红领巾、白上衣、红裤 D4 种都为红思考题【例21】在商店里买布时, 特别是花布, 为了看准颜色, 要把布拿到阳光下观察, 而不是在日光灯下看, 这是为什么?【例22】某同学对光的折射进行了研究, 如图是光线在不同物质中的光路图, 表格中记录的是光速及 入射角与折射角的数据关系物质其中光速（m/s）水2.25108玻璃2.0108冰2.30108空气3.0108酒精2.2108表（空气斜射入水）实验 序号入射角 i（度）折射角 r（度）入射角的正弦sin i折射角的正弦sin r入射角的余弦cos i折射角的余弦cos r123.017.50.390.300.920.95236.026.70.590.450.810.89351.036.90.780.600.630.80（1）从光速与光线与法线夹角来定性分析得到的结论是 .（2）从入射角与折射角的数量关系得到的结论是 .实战演练【练1】 (多选)下列现象中, 属于光的折射现象的是（） A站在游泳池边的人看到游泳池中的水很浅 B清晨, 我们看到地平线上刚刚升起的太阳 C汽车在倒车时, 司机利用后视镜观察车后的景物D护士用水银体温计为病为测量体温后观察体温计的示数【练2】 在星光灿烂的夜晚仰望星空, 会看到繁星在夜空中闪烁, 像人“眨眼睛”一样, 造成这种现象的 原因是（ ）A星星的发光是断断续续的B被其他星体瞬间遮挡的结果 C星光被地球大气层反射的结果D星光被地球大气层折射的结果【练3】 一圆柱形容器盛满水, 在其右侧某一高度朝确定方向射出一激光束, 在容器底部中央产生一 个光斑, 如图所示. 现将容器底部的阀门打开, 使水自然流出, 水面不断下降. 在这个过程中, 容器底部的光斑（ ）A向右移动, 且移动速度不变 B向左移动, 且移动速度不变 C向左移动, 且移动速度变小 D向左移动, 且移动速度变大【练4】 在探究“光从空气斜射人水和油时, 哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中, 小明提出如下 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, 再通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）要实现探究目标, 他们应选择图中的 （选填字母序号）两图示实验;（ 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.三日同辉1551 年 4 月, 被敌人围困的马德堡城上空, 出现了三个太阳. 城内的人非常恐慌, 以为世 界末日即将来临. 出乎意料的是敌军马上撤退了. 原来, 敌军久攻不下, 又见三日凌空, 以为 是上帝不让攻打此城. 这一奇景挽救了全城人的性命.天空同时出现三个太阳, 确实是一种奇异的现象. 据悉, 在我国的峨眉山和西安, 分别在 1932 年和 1933 年出现过三日贯天的现象, 而在我国的泰山和黑龙江绥化市还分别见过两个太 阳和五个太阳的奇景. 其实, 这是一种光学现象, 是特殊的日晕. 在南北极地区, 寒冷而又洁 净的天空里, 往往可以出现一串假日排列在太阳周围的日晕弧线上, 极为壮观.原来, 在天空出现的半透明的薄云里面,垂直地悬浮着许多细小的正六角形冰柱, 偶尔它 们会整整齐齐地垂直排列在空中, 就会发生非常规律的折射现象