光的折射

【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有:
1.光的折射现象
2.凸透镜的焦点、焦距和主光轴
3.凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用
4.凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件
5.照相机、幻灯机、放大镜的原理
【呈现形式】
日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现,特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图,同时,实验研究凸透镜成像规律,运用凸透镜成像规律,分析解决问题仍是这部分考试的重点。
【知识结构】
一、日常生活中的折射现象:插入水中的筷子“弯折”,河水变“浅”,游泳者看岸边的灯“变高”等。
二、光的折射规律
1.折射光线、入射光线和法线在同一平面上。
2.折射光线和入射光线分居法线两侧。
3.光从空气斜射入水或其它介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也增大
4.当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。在折射中光路是可逆的。
三、应用
1.凸透镜:(1)凸透镜的主轴、焦点、焦距;(2)凸透镜对光线的作用;(3)凸透镜的成像特点
2.光学仪器:(1)照相机;(2)幻灯机;(3)放大镜。
3.凹透镜:(1)凹透镜对光线的作用;(2)凹透镜的主轴、焦点、焦距;(3)近视眼的矫正。
【方法提示】
1.光的反射和折射的异同点:(1)当光传播到两种介质的交界面时,一般要同时发生反射和折射现象。(2) 反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上。(3)反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧。(4)反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。(5)光在反射和折射时光路都是可逆的。
【例题1】一束光线在水与空气的界面发生了折射,四位同学画出了四幅光路图,其中正确的是  〔     〕
【解析】
应将每幅光路图与光的折射规律进行逐条对照,符合折射规律即为正确。必须注意以法线为基准确定好入射角和折射角。光从空气斜射入水中。折射角应小于入射角,故a不正确;折射光线与入射光线应分居法线两侧,故b不正确;光从水中斜射入空气中,折射角应大于入射角,故c不正确,答案:d
2.三条特殊光线
(1)与主光轴平行的入射光线,经过透镜后通过焦点。
(2)通过光心的入射光线,经过透镜后方向不变。
(3)通过焦点的入射光线,经过透镜后为与主光轴平行的光线。
【例题2】完成如图2所示的光路图。

【解析】
在完成光路图的练习或考试中。重点要看是什么光学元件,然后再看缺少什么光线。a、b两图凸透镜,缺少折射光线;c、d两图是凹透镜,缺少入射光线。a图中通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出;b图中平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后,会聚在主光轴的焦点上;c图中经凹透镜折射后发散且折射光线的反向延长线经过焦点上,所以入射光线是平行于主光轴射入的;d图中折射光线是平行射出的,可知入射光线是会聚射入凹透镜的,且入射光线的延长线交于主光轴的焦点上。
本题作图如图3所示,解答该题时要牢记三条特殊光线的性质,是作图的关键。
3.如何观察凸透镜成像实验
(1)凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上,使三者的中心大致在同一高度上。

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