Question

13．（1）如圖甲所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)分界面上同時發(fā)生反射和折射，其中反射角等于40°，折射角等于60°．
（2）如圖乙是一個被拋出的實心球正在空中運動時的某個位置，其中的v表示它這時的運動方向，請畫出此時小球所受的所有力的示意圖（不計空氣阻力和浮力）．
（3）一個陶瓷杯底部放有一枚硬幣，人眼移動到C位置時，恰好看不到硬幣邊緣A點（如圖丙），往茶杯中倒入一些水后，又能夠看見硬幣了（如圖丁）、請在丁圖中大致畫出一條人眼在C處看到硬幣中心B點的光路，要求光線的傳播方向符合光的折射規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）首先應(yīng)該知道反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角；根據(jù)定律反射光線和入射光線與法線的夾角一定相等，由此可確定入射光線和反射光線．
其次要知道折射定律：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，當光由空氣斜射進入水中或其它透明介質(zhì)中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；當光由水中或其它透明介質(zhì)斜射進入空氣中時，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角；因為入射光線和折射光線一定在相對的兩個區(qū)域中，由此確定入射光線和折射光線．最后根據(jù)確定的入射光線、反射光線、折射光線找出反射角的大�。�
（2）不計空氣阻力，空中飛行的實心球只受重力作用；然后根據(jù)重力的方向總是豎直向下的，并過重心表示出重力的作用點和方向．
（3）光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，在人眼睛和被看的物體之間如果有障礙物擋住，人就看不到物體了；如果由于反射或折射，光的傳播方向改變了，人就可能再看到物體．

解答 解：（1）根據(jù)反射光線、入射光線與法線之間的夾角相等，所以EO、OC中一條為入射光線，一條為反射光線，圖中GD為法線；
再根據(jù)折射光線與入射光線在法線兩側(cè)、且在兩種介質(zhì)中，所以O(shè)A、EO一條為入射光線，一條為折射光線，圖中的BF是界面；則EO一定是入射光線，OC是反射光線，OA是折射光線，如圖：
所以反射角為∠DOC=40°．折射角為∠AOB=90°-30°=60°．

（2）因不計空氣阻力，所以空中飛行的實心球只受重力作用，過球心做豎直向下的力，即重力G，如圖所示：

（3）當水倒到一定高度后，看到了硬幣．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于從硬幣B點發(fā)出的漫反射光經(jīng)水面折射，折射光線遠離法線向下偏折，當光線射入人眼，人憑光直線傳播的感覺，認為硬幣在折射光線的反向延長線B′上，其實人看到的是硬幣的虛像；如圖所示：

故答案為：（1）40°；60°；（2）如圖所示；（3）如圖所示．

點評 （1）做此類題首要的任務(wù)是根據(jù)反射定律和折射定律確定入射光線、反射光線、折射光線、法線、界面；然后確定光由玻璃斜射進入空氣，折射光線遠離法線偏折，折射角大于入射角，圖中BF左側(cè)是空氣，右側(cè)是玻璃．
（2）能對物體進行正確的受力分析，會用力的示意圖表示出力的作用點和方向，牢記重力的方向總是豎直向下的．
（3）本題來源于生活中的折射現(xiàn)象，要求能夠判斷出折射現(xiàn)象，并且會根據(jù)折射定律判斷光路是否正確，重點考查學生知識應(yīng)用與實踐的能力．