第一节 光的折射

典型例题

　　例1  一条光线斜射向平的玻璃表面，入射光线跟玻璃表面的夹角为40°，折射光线和反射光线的夹角为90°，则折射角的大小是_______．

　　分析  如图所示，因为入射光线跟玻璃表面的夹角为40°，所以入射角为 ．根据光的反射定律可知反射角等于入射角，所以反射角也为50°，反射光线跟玻璃表面的夹角为 ．又因为反射光线和折射光线之间的夹角为90°，所以折射光线和玻璃表面之间的夹角为 ，又因法线与玻璃表面之间的夹角为90°，所以折射角为 ，即折射角为40°．

　　答案  40°

　　例2  一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射，如图所示，在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向，并判断入射角、反射角、 折射角大小及玻璃在界面的哪一方？

    　　分析  首先要确定界面的位置．可能是界面的有两条直线AB或CD．究竟哪一条直线为界面，用光的反射定律来判断．根据反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线两侧，由图可以看出EO和FO相对于CD对称，与CD夹角都为30°．因此AB为界面，则CD为法线，而EO和FO其中一条为入射光线，另一条为反射光线．

    　　其次通过折射光线确定入射光线，在界面AB另一侧OC肯定为折射光线，根据光的折射规律，折射光线跟入射光线分居在法线两侧，可知EO为入射光线，那么OF为反射光线．

    　　最后通过折射角和入射角大小关系，根据光的折射规律确定介质的位置．从图可知入射角为 ，折射角为 ，由折射角大于入射角，光线应是从别的透明物质斜射入到空气中．因此，玻璃应在界面AB的左侧，而界面AB右侧为空气．

　　解题  光线如图所示，入射角为30°，反射角为30°，折射角为70°，玻璃在界面AB左侧．

　　例3  碗中盛上水后，碗底看上去像是上升了，这是为什么？

    　　分析  人眼能看到物体是由于物体发出或反射、折射的光到达眼睛而引起视觉．光线由于反射或折射而改变方向时，眼睛仍觉得光线是沿直线传来的，看到的是物体的虚像而不是物体本身．眼睛看到水中的物体（例如水中的鱼、水草、池底）的深度会变浅，都是由于从物体发出的光在水面上发生折射造成的．眼睛看到碗底，是因为从碗底射出的光进入了眼睛．碗中盛水后，从碗底的一点A射出的光在水面上发生折射， 如图所示，进入眼睛的是折射光线，眼睛逆着折射光线看去，觉得光线好像是从它们反向延长线的交点A′发出的，所以眼睛看到的A′是碗底上的A点在水中的虚像．由于虚像A′在A的上面，离水面较近，所以碗底看上去像是上升了．

　　解题  碗中盛水后，从碗底射出的光在水面发生折射，如图所示，眼睛逆着折射光线去看，觉得光线好像来自折射光线反向延长线的交点．由于折射光线反向延长线的交点在碗底上面，离水面较近，所以眼睛看到碗底升高，好像在水中上升了．

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