初、高中物理衔接材料二 光学衔接题（一）光的折射现象

新课标初、高中物理衔接教学研究材料二：光学衔接题（一）光的折射现象(一)知识规律初中阶段不要求掌握光折射时折射角和入射角的定量关系，但是在考试中可以探究的形式对考生进行考察。比如下面的题目只要你能认真分析数据找到一个大致的规律即可得分。而很多同学在分析题目时，只记得常见的正比反比规律，而没有注意到数据可能在一定的范围内是比例关系，但超出这一定范围就不再成比例关系了。（二）例题探究例1、下图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据。入射角i10°20°30°40°50°60°70°80°折射角6.7°13.3°19.6°25.2°30.7°35.1°38.6°40.6°（l）请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其它透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其它透明介质中的折射规律加以总结（补充完整）a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧；b．_____________________。(2）请定量比较实验数据．把你新的发现写在下面：_____________________。解析：（1）b表格中入射角i从10°逐渐增大到80°，折射角γ随之从6.7°逐渐增大到40.6°，而且对应的折射角总是小于入射角。故答案为：b．入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角。

（2）从表格中数据还可以看出：

入射角为10°．折射角为6.7°；

入射角变为20°，折射角为13.3°=2×6.7°-0.1°；

入射角为30°．折射角为19.6°=3×6.7°-0.5°；

入射角为40°．折射角为25.2°=4×6.7°-1.6°；

入射角为50°．折射角为30.7°=5×6.7°-2.8°；

可见，入射角较小时，入射角增大几倍，折射角近似增大几倍；入射角增大的倍数较大时，这种关系不再成立。答案：(1)b．入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角入射角较小时，入射角i与折射角近似成正比关系；当入射角较大时，正比关系不再成立。例题2、如下图甲所示光从一种介质中进入另一种介质中既有折射也有反射，且折射角大于入射角，那么当入射角逐渐增大（如图乙）我们发现折射角也越来越大，如果入射角大到一定的程度，折射角由于不会大于90°，所以折射光线就会消失，这种现象叫做全反射（如图丙），下列关于全反射说法正确的是()光从玻璃中进入空气中可能发生全反射B．光从空气中进入玻璃中可能发生全反射C．光从玻璃中进入空气中或从空气中进入玻璃中都有可能发生全反射D．全反射并非真正的反射，所以不遵守光的反射定律解析：从题目可以看出，只有当折射角大于入射角时，才有可能出现全反射，而光从玻璃进入空气符合折射角大于入射角，所以A正确。而全反射时只是折射光消失了，反射光与正常的反射是一样的，所以不违背光的反射定律。答案：A材料二：光学衔接题（一）光的折射现象提升训练1、小明在探究光的折射规律时，意外发现：当光沿某方向从半圆玻璃砖射向空气时，折射光消失而反射光却变得更亮，如图，老师告诉他这是光的全反射现象。课后，小明查到光从玻璃射向空气时的一些数据如下表。入射角i0°10°20°30°40°41.2°41.8°42°折射角r0°15.2°30.9°48.6°74.6°81°90°/反射能量5%7%26%43%77%84%100%100%（1）光从玻璃斜射向空气时，反射能量随着入射角的增大而______，当入射角i≥______时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。（2）由表格数据可知：图中图象______（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系。（3）根据光路可逆，当光从空气斜射向玻璃时，______（选填“可能”或“不能”）发生全反射现象。2、阅读《光的全反射》，回答：光的全反射如图所示，当光线从玻璃斜射入空气里的时候，一部分光会进入空气里发生折射，此时折射角β大于入射角α．若入射角增大时，折射角也随之增大，当入射角增大到某值时（小于90°），折射角会增大到90°．若继续增大入射角，此时空气中没有折射光射出，光线全部反射回玻璃，这种现象叫做光的全反射．折射角等于90°时的入射角称为临界角．当光从水或玻璃射入空气时，只要入射角大于临界角，光就会发生全反射．海面上出现的海市蜃楼奇景如图所示，就是因为光的在空气层中多次折射和全反射而形成的自然景观．在夏季，由于空气的热胀冷缩，因此空气层下密上疏．景物的光线先由密的空气层逐渐折射进入稀的空气层，并在上层发生了全反射，由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此看到的“景物”比实物抬高了许多．人们利用光的全反射的现象制成了光缆，用于通信等方面．光在均匀透明的玻璃棒中传播，即可在弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以将光从一端传导到另一端，即使棒的截面直径很小，甚至到微米数量级，传导的效果也不变，这种导光的细玻璃丝称为光导纤维如图所示．光导纤维束已成为一种新的光学基本元件，在光通信、光学窥视及光学特殊照明等方面有重要的应用．荣获诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟在此方面贡献突出，被世界誉为“光纤通讯之父”．请根据上述材料，回答下列问题：（1）光发生全