【光的折射】是本练习题的核心主题。光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,光线的传播方向发生改变的现象。在描述这一现象时,我们知道当光从空气斜射入水中,折射角总是小于入射角。若入射光线远离法线,折射角也会增大。
【光的反射】则是指光遇到物体表面时,光线按原路返回的现象。“池水映明月”描述的就是光的反射现象,月亮的影像在水面上呈现是因为水面起到了反射镜的作用。
在图2-4-1中,法线是垂直于界面的虚线,界面是空气和水的交界,入射光线是从空气一侧射向界面的光线,反射光线是与入射光线相对的、沿同一界面返回的光线,折射光线是从界面另一侧偏离入射光线方向的光线,入射角是入射光线与法线之间的夹角,折射角是折射光线与法线之间的夹角,水是折射光线进入的介质。
题目中的选择题考察了光的折射现象的理解。例如,问题1问及光从空气斜射入水中的折射角与入射角的关系,答案是“小于”;问题2中,“潭清疑水浅”是光的折射现象,而“池水映明月”是光的反射现象;问题3要求识别光的折射现象,应选择A,即人站在河边能看到水中的鱼,这是因为光线在水和空气之间发生了折射。
练习题中还包含了一些光的折射和反射的实际应用,如渔民叉鱼的例子,由于光的折射,我们看到的鱼的位置其实是鱼实际位置的虚像上方,因此要叉到鱼,需要瞄准鱼的下方。
此外,光的折射也涉及到光的传播路径和角度的计算,如画出光路图,标出入射角、折射角,以及根据折射定律分析光的行进方向。例如,问题6和7要求在图中画出入射角并标出折射光线,或者分析光斑位置随水面高度变化的情况。
还有关于光的其他现象的辨析,如日食月食(光的直线传播)、水面倒影(光的反射)、雨后彩虹(光的色散,涉及反射和折射)、光透过不规则表面(如毛玻璃)时的漫反射等,以及星光闪烁的原因(大气层对星光的折射)。
这些练习题全面地覆盖了光的折射和反射的基本概念、定律以及它们在日常生活中的应用,旨在帮助学生巩固和深化对物理光学的理解。