Question

小紅同學已經學習了光的直線傳播現象和反射現象，以及光在反射時所遵守的規律--光的反射規律，這些現象都是光在同一種均勻介質中的傳播現象．那么光從一種介質射向另外一種介質時，又將如何傳播呢？小紅同學利用以下實驗來探究并觀察光的折射現象及其規律．如圖所示，其中圓形白色屏E是由2cm厚的塑料板做成的．邊緣標有均勻的刻度，中間開有長方形口，恰好將長方形的玻璃容器放進去．容器中裝有適量的水．并在水中插有可轉動的白色屏F，F用樹脂板做成，在白色屏E和F上可顯示光束傳播的路徑，圓周上有一可移動的光源S．

（1）探究一：使白色屏E和F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，觀察折射光線和入射光線，在白色屏F上出現了折射光線，當把白色屏F分別向前、向后折，并保持入射光線位置不動，再觀察折射光線，此時F屏上沒有折射光線，這說明______．
（2）探究二：使白色屏E和F在同一平面上．讓光從空氣斜射向水面，觀察折射光線和折射角，使光源S逆時針轉動時，折射光線也逆時針轉動，則可得出的結論是：
①______
②______
（3）探究三：移動光源S，讓光垂直射向水面，當光線垂直射向介質表面時，觀察到的現象是光的傳播方向______（選填“改變”或“不變”）此時入射角為______度，折射角為______度．
（4）探究四：先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點和折射光線的位置，再讓光線逆著折射光線方向射入，通過觀察，發現光線逆著原入射光線的方向．結論是______．

Answer 1

解：（1）實驗時，當把白色屏F分別向前、向后折，并保持入射光線位置不動，再觀察折射光線，此時F屏上沒有折射光線，這說明 折射光線、入射光線和法線在同一平面內．
（2）當使光源S逆時針轉動時，折射光線也逆時針轉動，由此可得折射光線與入射光線分居在法線兩側；折射角隨著入射角的改變而改變．
（3）當光線垂直射向介質表面時，入射光線、法線和折射光線重合，傳播方向不改變；此時入射角為0度，反射角為0度，折射角為0度．
（4）先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點和折射光線的位置，再讓光線逆著折射光線方向射入，通過觀察，發現光線逆著原入射光線的方向．結論是在折射現象中光路是可逆的．
故答案為：（1）折射光線、入射光線和法線在同一平面內；（2）①折射光線與入射光線分居在法線兩側；②折射角隨著入射角的改變而改變；
（3）不變；0；0；（4）在折射現象中光路是可逆的．
分析：（1）根據“當把白色屏F分別向前、向后折，并保持入射光線位置不動，再觀察折射光線，此時F屏上沒有折射光線，”可得出結論．
（2）根據折射光線、入射光線與法線的位置和折射角隨入射角的變化情況可得出結論．
（3）當光線垂直射向介質表面時，入射光線、法線和折射光線重合，傳播方向不改變．
（4）在折射現象中光路是可逆的．
點評：此題考查光的折射定律，要求掌握光的折射定律，并且體會探索定律的實驗過程．．