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如图1,把大塑料瓶用不透明的纸包上,瓶的侧壁开个小孔.塑料瓶内盛水,水面上方放一个发光小灯泡.当水从小孔流出时,你会看到光随着弯弯的水流照到地面,在地面产生一个光斑.这
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如图1,把大塑料瓶用不透明的纸包上,瓶的侧壁开个小孔.塑料瓶内盛水,水面上方放一个发光小灯泡.当水从小孔流出时,你会看到光随着弯弯的水流照到地面,在地面产生一个光斑.这是某物理课本上一个有趣的演示实验,水流弯曲,光线也跟着弯曲.这是为什么呢?难道光线不再沿直线传播了吗?
其实这是全反射现象,即光从水中射向空气,并且当入射角大于某一个值(临界角)时,折射光线消失,全部光线都反射回水中,表面上看,光好像在水流中弯曲前进.小明对全反射现象产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下进行了如图2甲所示的实验,把一束激光从水中射向空气,保持入射点不动,改变入射角,观察反射光线和折射光线的方向变化,并且记录入射角α、反射角β、折射角γ.实验数据如下表所示.
仔细分析小明的实验过程和实验数据,回答下列问题:
(1)水的临界角是___度.
(2)光沿水流弯曲方向传递的条件是:___.
(3)图2乙中光线AO在水流中发生了全反射,请你粗略画出光线A O在水流中传播的光路图.
其实这是全反射现象,即光从水中射向空气,并且当入射角大于某一个值(临界角)时,折射光线消失,全部光线都反射回水中,表面上看,光好像在水流中弯曲前进.小明对全反射现象产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下进行了如图2甲所示的实验,把一束激光从水中射向空气,保持入射点不动,改变入射角,观察反射光线和折射光线的方向变化,并且记录入射角α、反射角β、折射角γ.实验数据如下表所示.
仔细分析小明的实验过程和实验数据,回答下列问题:
(1)水的临界角是___度.
(2)光沿水流弯曲方向传递的条件是:___.
(3)图2乙中光线AO在水流中发生了全反射,请你粗略画出光线A O在水流中传播的光路图.
入射角α/度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 45 | … | 48.2 | 48.4 | 48.6 | 48.8 | 50 | … |
反射角/β度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | … | 45 | … | ^48.2 | 48.4 | 48.6 | 48.8 | 50 | … |
折射角/γ度 | 0 | 13.4 | 27 | ^41.7 | 58.7 | … | 70.1 | … | 82.5 | 84.0 | 90 | 无 | 无 | … |
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答案和解析
(1)由表格中数据知,当入射角为48.6°时,折射角等于90°,若入射角再增大,则折射光线便消失,发生了全反射,则水的临界角为48.6°;
(2)光沿水流弯曲方向传递,说明光在水中发生全反射;
(3)光在水柱中发生全反射,根据光的反射定律画出反射光线,如图所示:
.
故答案为:(1)48.6;(2)光在水中发生全反射;(3)见上图.
(2)光沿水流弯曲方向传递,说明光在水中发生全反射;
(3)光在水柱中发生全反射,根据光的反射定律画出反射光线,如图所示:
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故答案为:(1)48.6;(2)光在水中发生全反射;(3)见上图.
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