【人教版8年级上册物理同步练习试题及答案4.4光的折射】在学习光的传播规律时,我们已经了解了光的直线传播和反射现象。而本节内容将带我们进入一个更为有趣的领域——光的折射。通过本节的学习,我们可以理解为什么水中的物体看起来比实际位置要浅,以及为什么筷子插入水中会“弯折”等现象。
一、知识点梳理
1. 光的折射定义
当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这种现象称为光的折射。
2. 折射规律
- 折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
- 折射角与入射角的关系:当光从空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角;反之,当光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角。
3. 光路可逆性
在光的折射过程中,光路是可逆的。即如果光线按原路径返回,仍然符合折射定律。
4. 几种常见物质的折射率
| 物质 | 折射率 |
|------|--------|
| 空气 | 1.00 |
| 水 | 1.33 |
| 玻璃 | 1.50~1.70 |
二、典型例题解析
例题1:
一束光从空气斜射入水中,已知入射角为60°,求折射角是多少?(假设水的折射率为1.33)
解析:
根据折射定律:
$$
\frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1}
$$
其中 $i = 60^\circ$,$n_1 = 1.00$,$n_2 = 1.33$
代入公式得:
$$
\frac{\sin 60^\circ}{\sin r} = 1.33
$$
$$
\sin r = \frac{\sin 60^\circ}{1.33} = \frac{\sqrt{3}/2}{1.33} \approx 0.667
$$
$$
r \approx \arcsin(0.667) \approx 42^\circ
$$
答: 折射角约为42°。
例题2:
如图所示,一束光从空气垂直射入玻璃中,问是否发生折射?
解析:
当光线垂直入射到介质表面时,入射角为0°,此时折射角也为0°,即光线不改变方向,不发生折射。
答: 不发生折射。
三、同步练习题
1. 光从空气斜射入水中时,折射角与入射角相比如何?
2. 为什么游泳池里的水看起来比实际浅?
3. 请画出光从空气进入玻璃时的光路图,并标出入射角、折射角和法线。
4. 若一束光从水中斜射入空气中,折射角与入射角的关系是什么?
5. 一束光以30°的入射角射入玻璃中,已知玻璃的折射率为1.5,求折射角。
四、参考答案
1. 折射角小于入射角。
2. 因为光从水进入空气时发生折射,使物体看起来更靠近水面。
3. (建议学生自行绘制)
4. 折射角大于入射角。
5.
$$
\frac{\sin 30^\circ}{\sin r} = 1.5 \Rightarrow \sin r = \frac{0.5}{1.5} = 0.333 \Rightarrow r \approx 19.5^\circ
$$
五、总结
通过本节的学习,我们掌握了光的折射现象及其规律,理解了日常生活中许多光学现象的原理。希望同学们能够结合实验观察,加深对光的折射的理解,并灵活运用所学知识解决实际问题。
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提示: 本练习题旨在帮助学生巩固课堂知识,建议在教师指导下完成并进行讨论与分析。