Question

小红同学已经学习了光的直线传播现象和反射现象，以及光在反射时所遵守的规律--光的反射规律，这些现象都是光在同一种均匀介质中的传播现象．那么光从一种介质射向另外一种介质时，又将如何传播呢？小红同学利用以下实验来探究并观察光的折射现象及其规律．如图所示，其中圆形白色屏E是由2cm厚的塑料板做成的．边缘标有均匀的刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形的玻璃容器放进去．容器中装有适量的水．并在水中插有可转动的白色屏F，F用树脂板做成，在白色屏E和F上可显示光束传播的路径，圆周上有一可移动的光源S．

（1）探究一：使白色屏E和F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，观察折射光线和入射光线，在白色屏F上出现了折射光线，当把白色屏F分别向前、向后折，并保持入射光线位置不动，再观察折射光线，此时F屏上没有折射光线，这说明

折射光线、入射光线和法线在同一平面内

．
（2）探究二：使白色屏E和F在同一平面上．让光从空气斜射向水面，观察折射光线和折射角，使光源S逆时针转动时，折射光线也逆时针转动，则可得出的结论是：
①

折射光线与入射光线分居在法线两侧

②

折射角随着入射角的改变而改变

（3）探究三：移动光源S，让光垂直射向水面，当光线垂直射向介质表面时，观察到的现象是光的传播方向

不变

（选填“改变”或“不变”）此时入射角为

0

度，折射角为

0

度．
（4）探究四：先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点和折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，通过观察，发现光线逆着原入射光线的方向．结论是

在折射现象中光路是可逆的

．

Answer 1

分析：（1）根据“当把白色屏F分别向前、向后折，并保持入射光线位置不动，再观察折射光线，此时F屏上没有折射光线，”可得出结论．
（2）根据折射光线、入射光线与法线的位置和折射角随入射角的变化情况可得出结论．
（3）当光线垂直射向介质表面时，入射光线、法线和折射光线重合，传播方向不改变．
（4）在折射现象中光路是可逆的．

解答：解：（1）实验时，当把白色屏F分别向前、向后折，并保持入射光线位置不动，再观察折射光线，此时F屏上没有折射光线，这说明 折射光线、入射光线和法线在同一平面内．
（2）当使光源S逆时针转动时，折射光线也逆时针转动，由此可得折射光线与入射光线分居在法线两侧；折射角随着入射角的改变而改变．
（3）当光线垂直射向介质表面时，入射光线、法线和折射光线重合，传播方向不改变；此时入射角为0度，反射角为0度，折射角为0度．
（4）先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点和折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，通过观察，发现光线逆着原入射光线的方向．结论是在折射现象中光路是可逆的．
故答案为：（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；（2）①折射光线与入射光线分居在法线两侧；②折射角随着入射角的改变而改变；
（3）不变；0；0；（4）在折射现象中光路是可逆的．

点评：此题考查光的折射定律，要求掌握光的折射定律，并且体会探索定律的实验过程．