Question

16．小明喝水时，偶然发现透过水面看不见玻璃水杯外侧的手指，则图足空杯和装水杯的对比图（图1）：他感到很惊奇；玻璃和水都是透明物质，为什么光却不能透过呢？小明决定找出原因，下面是小明的探究过程：

根据光经过的路径，首先想到了这种现象与光的折射有关，为此他根据光从水中射向空气的光路进行了推测，如2图，光从水中射向空气时，折射角大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大，那么，当入射角增大到某一值时，会不会…（1）小明的推测是折射光线会消失．
（2）请帮小明设计实验并验证猜想，有以下仪器可供选择：激光笔，玻璃水槽，水，光屏，请你写出实验设计的方案，用简单的文字说明，也可画图辅助．

实验器材
实验方案

Answer 1

分析 （1）据折射角的变化观察分析即可判断；
（2）根据图2的提示，用所给定的器材做实验，观察光屏上的光斑是否消失．

解答 解：（1）折射光线与法线的夹角为折射角，由图2，当入射角逐渐增大时，折射角也逐渐增大．那么，当入射角增大到某一值时，折射角率先达到90°，折射光线沿液面水平射出，当入射角再增大时，折射角超过90°，折射光线射向原物质，可能会发现折射光线消失；
（2）器材及步骤如下表所示：

实验器材	激光笔，玻璃水槽，水，光屏
实验方案	将激光笔放入水中，如下图所示，将光斜射向水面，实验过程中逐渐增大激光笔射向水面的入射角的角度，当增大到某一角度时，小明观察到光斑消失．从而证明了小明的猜想是正确的．

故答案为：（1）折射光线会消失；
（2）如上表所示．

点评 本题考查光的折射规律的应用、推理能力及设计实验方案的能力，体现了与高中物理知识的衔接，有难度．