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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加10°),观察反射光线和折射光线的变化,并记录了入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象,当把入射角增大到45°时,发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查仪器一切正常.又试了几次结果还是一样,但又有了新的发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线时明显增强.这是怎么一回事呢?小名请教了物理老师,老师告诉他:光从玻璃、水等介质射向空气,入射角增大时,折射光线离法线越来越远,而且越来越弱;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道这种玻璃的临界角是多少,玻璃和水的临界角相等吗,于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的实验数据:

表1 光从玻璃射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)

α/度

0

10

20

30

40

41

41.2

41.4

41.6

41.8

42

β/度

0

10

20

30

40

41

41.2

41.4

41.6

41.8

42

γ/度

0

15.2

30.9

48.6

74.6

79.8

81.1

82.7

84.8

90

表2 光从水射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)

α/度

0

10

20

30

40

45

48.2

48.4

48.6

50

β/度

0

10

20

30

40

45

48.4

48.4

48.6

50

γ/度

0

13.4

27.0

41.7

58.7

70.1

82.7

84.0

90

仔细考察小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:

(1)请你针对“当入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光线完全消失”这一物理现象,给它一个合适的名字叫光的 (全折射/全反射);

(2)根据实验数据,玻璃的临界角 水的临界角(大于/等于/小于).

(3)光从玻璃射向空气,入射角增大时(入射角小于临界角),反射光越来越 (强/弱);

(4)光从空气射向玻璃,入射角增大,折射光线 (可能/不可能) 完全消失;

(5)如图2是一块玻璃三棱镜(等腰直角),周围是空气,一束光垂直于一个直角面射向三棱镜画出这束光的光路图.

练习册系列答案
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小芳同学做探究凸透镜成像的规律实验,她首先按图1所示完成仪器装配,图中H点是2倍焦距处.

(1)经过调节,在光屏上得到了一个清晰的像,但像的位置偏高,为了使像能成在光屏的中央,应把蜡烛向 (选填“上”或“下”)调;

(2)调节好蜡烛的高度后,她把蜡烛移到A点处,此时光屏上的像很模糊,为了得到清晰的像,应把光屏向 移动(填“左”或“右”),这次成的是 立、 的实像;

(3)再把蜡烛移到B点处,这是小芳发现无论怎样调节光屏,光屏上始终接收不到像,是因为 ,要想看到这个像,小芳观察的方法应是:

(4)小芳再一次调节蜡烛、凸透镜和光屏的位置,使u=30cm,v=15cm,发现蜡烛的火焰能在光屏上成一个倒立缩小的像,此时,固定蜡烛和光屏的位置,改变凸透镜的位置,当u= cm,还能再次在光屏上看到一个 立、 的实像.

(5)同班的小明同学,改用发光二极管光源“F”来做实验,实验时将光源放在15cm处,实验使用的凸透镜焦距为10cm,其大小如图2所示,凸透镜固定在光具座零刻度线上.如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住,则光屏上所成的像

(6)同学们对小明使用的实验装置进行如下评价,其中错误的是

A.与烛焰相比,实验使用的光源不会晃动,光屏上所成的像比较稳定

B.光源镶嵌在白色方格板上,用同样的白色方格板做光屏,便于比较像与物的大小

C.零刻度线刻在光具座标尺的中央,可直接测出物距和像距

D.若凸透镜的焦距未知,则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距.

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