【光的折射(练习题及(含答案))】一、选择题
1. 光从空气斜射入水中时,光线的方向会发生变化,这种现象称为( )
A. 光的反射
B. 光的折射
C. 光的色散
D. 光的直线传播
答案:B
2. 当光从一种介质进入另一种介质时,如果入射角为0度,那么折射角为( )
A. 0度
B. 大于0度
C. 小于0度
D. 不确定
答案:A
3. 光在两种不同介质中传播时,其速度和波长会改变,但以下哪个量保持不变?
A. 频率
B. 波长
C. 速度
D. 折射角
答案:A
4. 根据斯涅尔定律,当光从光密介质进入光疏介质时,折射角与入射角的关系是( )
A. 折射角大于入射角
B. 折射角小于入射角
C. 折射角等于入射角
D. 无法确定
答案:A
5. 在光的折射现象中,下列说法正确的是( )
A. 入射角总是大于折射角
B. 折射角总是大于入射角
C. 当入射角增大时,折射角也增大
D. 入射角和折射角始终相等
答案:C
二、填空题
1. 光从一种介质进入另一种介质时,由于传播速度的变化,导致方向发生偏转,这种现象叫做________。
答案:折射
2. 当光垂直射入另一种介质时,折射角为________。
答案:0度
3. 光在水中的传播速度比在空气中________。
答案:小
4. 在折射过程中,光的频率________,而波长和速度都会发生变化。
答案:不变
5. 当光从水进入空气时,折射角会比入射角________。
答案:大
三、简答题
1. 简述光的折射现象,并说明其产生的原因。
答: 光的折射是指光从一种介质进入另一种介质时,由于传播速度的变化,导致光线方向发生改变的现象。这是因为不同介质对光的传播速度不同,从而引起光线的偏折。
2. 为什么游泳池看起来比实际浅?
答: 这是因为光从水进入空气时发生折射,使得从池底发出的光线在水面处向远离法线的方向偏折,人眼根据光线的反向延长线判断池底的位置,因此看起来比实际深度要浅。
3. 什么是临界角?它在什么情况下才会出现?
答: 临界角是指当光从光密介质进入光疏介质时,折射角达到90度时的入射角。只有当入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射现象。
四、计算题
1. 一束光从空气射入玻璃中,已知玻璃的折射率为1.5,入射角为30°,求折射角。
解: 根据斯涅尔定律:
$$ n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2 $$
其中 $ n_1 = 1 $(空气),$ n_2 = 1.5 $(玻璃),$ \theta_1 = 30^\circ $
代入得:
$$ 1 \times \sin(30^\circ) = 1.5 \times \sin(\theta_2) $$
$$ \sin(\theta_2) = \frac{0.5}{1.5} = \frac{1}{3} \approx 0.333 $$
$$ \theta_2 \approx \arcsin(0.333) \approx 19.47^\circ $$
答案:约19.47°
2. 一束光从水(折射率1.33)射入空气(折射率1.0),入射角为60°,求是否会发生全反射。
解: 计算临界角:
$$ \sin(\theta_c) = \frac{n_2}{n_1} = \frac{1.0}{1.33} \approx 0.7519 $$
$$ \theta_c \approx \arcsin(0.7519) \approx 48.8^\circ $$
因为入射角60° > 48.8°,所以会发生全反射。
答案:会发生全反射
总结
光的折射是光学中一个重要的基本概念,理解其原理有助于解释许多自然现象,如海市蜃楼、透镜成像等。通过练习题的训练,可以加深对折射规律的理解和应用能力。