光的折射与透镜典型题

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  光的折射现象是生活中常见的现象,也是一个应用非常广泛的物理规律,我们对此必须有一个深刻的认识。
  一、折射现象认识
  例1 下列现象中属于光的折射的是( )
  A.灼光下,地面上出现的人影
  B.平静的湖面上出现的岸边树的倒影
  C.站立在平面镜前的人看到自己在镜中的像
  D.站在岸边的人看到水中的鱼
  解析:本题考查的是对光现象的辨析:A中的影是暗的轮廓,由光的直线传播形成;C中的像是平面镜成像,属于光的反射;B中的倒影是物体在水面所成的虚像,这是光的反射所形成的。鱼在水中,人在岸上,人看到水中的鱼,是光线发生了偏折形成的虚像。是折射现象。
  答案:D
  点拨:光的折射现象:光从一种物质射人另一种物质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
  二、折射光路
  例2 哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况?( )
  解析:根据光的折射规律:三线共面、两线分立、两角不等(空中大角),可以确定光由空气进入水中时,要向法线靠近;光由其他介质进入空气中时,偏离法线。还要注意箭头的方向。
  答案:C
  点拨:光的折射规律可以总结成以下几点:①三线共面:入射光线、折射光线、法线在同一平面内;②两线分立:入射光线、拆、射光线分别位于法线两侧;③两角不等:光从空气进入水或者其他介质中时,折射光线偏向法线;光从水或者其他介质进入空气巾时,折射光线向法线偏折即在空气中的角(无论是入射角还是折射角)比较大,可以用“空中大角”来记忆。
  三、折射光线位置判断
  例3 一盏探照灯装在看台上,灯光朝西斜向下射到没有水的游泳池的中央,在将水池逐渐灌满水的过程中,池底的光斑将( )
  A.向东移动 B.向西移动
  C.先向西移动,后向东移动 D.静止不动
  解析:光在同种均匀透明介质中是沿直线传播的,但当光射到透明介质上时发生折射现象。本题中,光首先沿直线射向没有水的池底。池中加入水后,光在水面发生折射,且折射光线向法线方向偏折。根据入射光线不变、折射光线向法线偏折也不变的道理,就可以解答本题。
  如图所示,一束灯光从东斜向下射向池底,在没有水时光线应沿直线传播,射向A点;注入少量的水时,光线在水面发生折射,射向B点;水面上升后,光线在水面折射,射向C点。下图中入射光线是相同的,所以两条折射光线向法线偏折也是相等的,但入射点向东移。这些折射光线都是平行的,并且逐渐向东偏移。正确选项为A。
  点拨:有些同学不知道此题要用光的折射规律来分析,或虽然知道要用光的折射规律,但不知道光的传播方向,因此给分析带来了困难。
  另外,我们要记住折射光线位置判断的要点:
  (1)明白“光速”与“角”的关系,实验证明光在哪种介质中传播速度大,其光线与法线的夹角(折射角或入射角)也较大,即不论光从空气射向其他介质,还是光从其他介质射向空气,光线在界面偏折时,总是在空气中的那个角大。
  (2)分清“两角”关系后,要重视法线的作用,只有在确定了法线位置后,再结合折射规律进行分析,折射角是大于入射角,还是小于入射角,才能画出折射光线的大致方向。
  (3)分清“三线”关系,光发生折射时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧。
  (4)对生活中一些光的折射现象要明确光的传播方向。在解释有关光现象时,应避免出现“眼睛发光”(把人眼看成光源)的错误。
  四、水也能做透镜
  例4 晴朗的夏日中午,给花的叶子浇水,常会把叶子烧焦,其原因是( )
  A.水滴蒸发带走叶子的热量
  B.水滴容易透过阳光
  C.水滴在阳光下温度升高,把叶子烫焦
  D.水滴使阳光会聚,把叶子烧焦
  解析:停留在叶子上的小水滴相当于一个小凸透镜,由于凸透镜对光线有会聚作用,因此,会使阳光集中,从而将叶子烧焦。
  答案:D
  点拨:不仅仅玻璃能够做透镜的材料,水、冰等透明物体都可以做透镜的材料。圆形的水滴相当于一个凸透镜,对光线有会聚作用。
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