Question

【題目】某小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)光從水斜射入空氣中時，一部分光線反射回水中，另一部分光線折射進(jìn)入空氣中，如圖（a）所示。他們保持入射點(diǎn)O位置不變，將入射光線轉(zhuǎn)過一定角度，觀察到反射和折射光線如圖（b）所示。

(1)由圖（a）或（b）可以發(fā)現(xiàn)______在同一平面內(nèi)。圖（c）為圖13（a）、（b）重合后的示意圖，請猜想：兩個平面相交的線MN是___________ 。

(2)他們確定了入射角、反射角和折射角，并分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量并記錄了光從水或玻璃斜射入空氣中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表一、表二所示。

表一：光從水斜射入空氣中 表二：光從玻璃斜射空氣中

實(shí)驗(yàn) 序號	入射角（度）	反射角（度）	折射角（度）		實(shí)驗(yàn) 序號	入射角（度）	反射角（度）	折射角（度）
1	10	10	13		7	10	10	15
2	20	20	27		8	20	20	31
3	30	30	42		9	30	30	49
4	40	40	59		10	40	40	76
5	45	45	70		11	45	45	無折射
6	50	50	無折射		12	50	50	無折射

（a）分析比較表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步結(jié)論是： _______。

（b）分析比較實(shí)驗(yàn)序號1~5或7~10中折射角隨入射角的變化關(guān)系，可以得到的初步結(jié)論是：光從水或玻璃斜射入空氣時， _____________。

(3)從表一、表二數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)光從水或玻璃斜射入空氣時，當(dāng)入射角增大到一定程度，就不再有折射光線。如果光從玻璃斜射入空氣中，折射光線恰好消失時的入射角為a，為了得到a 的大小，應(yīng)該在入射角為_______的范圍內(nèi)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。

Answer 1

【答案】反射光線、折射光線、入射光線 法線 反射角等于入射角 入射角增大，折射角也增大 40~45

【解析】

(1)[1]由圖（a）知道，折射光線、反射光線、入射光線在同一平面內(nèi)，保持入射點(diǎn)O位置不變，將入射光線轉(zhuǎn)過一定角度，如圖（b）所示，觀察到折射光線、反射光線、入射光線仍然在同一平面內(nèi)；由此可知，折射光線、反射光線、入射光線始終在同一平面內(nèi)；

[2]由圖（c）知道，兩個平面相交的線MN是法線；

(2)[3]分析比較表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步結(jié)論是：光從水或玻璃斜射入空氣中時，反射角等于入射角；

[4]分析比較實(shí)驗(yàn)序號1-5或7～10中折射角隨入射角的變化關(guān)系，可以得到的初步結(jié)論是：光從水或玻璃斜射入空氣中時，折射角隨入射角的增大而增大；

(3)[5]從表一、表二數(shù)據(jù)中，他們發(fā)現(xiàn)光從水或玻璃斜射入空氣時，當(dāng)入射角增大到一定程度，就不再有折射光線。如果光從玻璃斜射入空氣中，折射光線恰好消失時的入射角為a，為了得到a的大小，應(yīng)該在最大折射角與折射角消失之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由表二數(shù)據(jù)知道，應(yīng)在入射角為40°～45°的范圍內(nèi)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。