Question

【题目】某小组同学发现当光从水斜射入空气中时，一部分光线反射回水中，另一部分光线折射进入空气中，如图（a）所示。他们保持入射点O位置不变，将入射光线转过一定角度，观察到反射和折射光线如图（b）所示。

(1)由图（a）或（b）可以发现______在同一平面内。图（c）为图13（a）、（b）重合后的示意图，请猜想：两个平面相交的线MN是___________ 。

(2)他们确定了入射角、反射角和折射角，并分别进行实验，测量并记录了光从水或玻璃斜射入空气中的实验数据，如表一、表二所示。

表一：光从水斜射入空气中 表二：光从玻璃斜射空气中

实验 序号	入射角（度）	反射角（度）	折射角（度）		实验 序号	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	无折射
6	50	50	无折射		12	50	50	无折射

（a）分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是： _______。

（b）分析比较实验序号1~5或7~10中折射角随入射角的变化关系，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气时， _____________。

(3)从表一、表二数据中，他们发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a 的大小，应该在入射角为_______的范围内继续实验。

Answer 1

【答案】反射光线、折射光线、入射光线 法线 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]由图（a）知道，折射光线、反射光线、入射光线在同一平面内，保持入射点O位置不变，将入射光线转过一定角度，如图（b）所示，观察到折射光线、反射光线、入射光线仍然在同一平面内；由此可知，折射光线、反射光线、入射光线始终在同一平面内；

[2]由图（c）知道，两个平面相交的线MN是法线；

(2)[3]分析比较表一或表二的第2列和第3列，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气中时，反射角等于入射角；

[4]分析比较实验序号1-5或7～10中折射角随入射角的变化关系，可以得到的初步结论是：光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角随入射角的增大而增大；

(3)[5]从表一、表二数据中，他们发现光从水或玻璃斜射入空气时，当入射角增大到一定程度，就不再有折射光线。如果光从玻璃斜射入空气中，折射光线恰好消失时的入射角为a，为了得到a的大小，应该在最大折射角与折射角消失之间进行实验，由表二数据知道，应在入射角为40°～45°的范围内继续实验。