12. 将一矩形玻璃砖从中间斜切后,向左右沿水平直线拉开一小段距离,如图 4.4-10 所示。一束光从左侧面垂直射入,画出这束光从右侧玻璃砖射出的折射光路图,保留作图痕迹。

图 4.4-10
图 4.4-10
答案
12. 如图所示
解析
【分析】
要画出这束光的折射光路,需结合光的折射规律分步分析:
1. 光垂直入射左侧玻璃砖的左侧面,根据垂直入射时光的传播方向不变,光线沿直线进入左侧玻璃砖;
2. 光线到达左侧玻璃砖的斜面(玻璃与空气的分界面),先过入射点作法线(垂直于斜面的虚线),光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,据此画出折射光线(远离法线);
3. 该折射光线到达右侧玻璃砖的斜面(空气与玻璃的分界面),再次作法线,光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,画出对应的折射光线(靠近法线);
4. 光线在右侧玻璃砖内部沿直线传播,到达右侧玻璃砖的右侧面,因垂直入射,传播方向不变,最终射出,同时保留法线等作图痕迹。
【解析】
1. 第一步:光从左侧垂直射入左侧玻璃砖,传播方向不变,沿直线到达左侧玻璃砖的斜面入射点;
2. 第二步:过左侧斜面的入射点作垂直于斜面的法线(虚线),光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,画出折射光线(折射光线远离法线);
3. 第三步:该折射光线作为入射光线到达右侧玻璃砖的斜面,过该入射点作垂直于右侧斜面的法线(虚线),光从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,画出进入右侧玻璃砖的折射光线(靠近法线);
4. 第四步:光线在右侧玻璃砖内沿直线传播,到达右侧玻璃砖的右侧面,因垂直入射,传播方向不变,画出射出光线,保留所有作图痕迹。
【答案】
如图所示
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题考查光的折射规律的应用,需掌握垂直入射和斜射时的折射特点,作图时要准确绘制法线,判断折射角与入射角的大小关系,是光学作图的基础题型。
【难度系数】
0.5
要画出这束光的折射光路,需结合光的折射规律分步分析:
1. 光垂直入射左侧玻璃砖的左侧面,根据垂直入射时光的传播方向不变,光线沿直线进入左侧玻璃砖;
2. 光线到达左侧玻璃砖的斜面(玻璃与空气的分界面),先过入射点作法线(垂直于斜面的虚线),光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,据此画出折射光线(远离法线);
3. 该折射光线到达右侧玻璃砖的斜面(空气与玻璃的分界面),再次作法线,光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,画出对应的折射光线(靠近法线);
4. 光线在右侧玻璃砖内部沿直线传播,到达右侧玻璃砖的右侧面,因垂直入射,传播方向不变,最终射出,同时保留法线等作图痕迹。
【解析】
1. 第一步:光从左侧垂直射入左侧玻璃砖,传播方向不变,沿直线到达左侧玻璃砖的斜面入射点;
2. 第二步:过左侧斜面的入射点作垂直于斜面的法线(虚线),光从玻璃斜射入空气,折射角大于入射角,画出折射光线(折射光线远离法线);
3. 第三步:该折射光线作为入射光线到达右侧玻璃砖的斜面,过该入射点作垂直于右侧斜面的法线(虚线),光从空气斜射入玻璃,折射角小于入射角,画出进入右侧玻璃砖的折射光线(靠近法线);
4. 第四步:光线在右侧玻璃砖内沿直线传播,到达右侧玻璃砖的右侧面,因垂直入射,传播方向不变,画出射出光线,保留所有作图痕迹。
【答案】
如图所示
【知识点】
光的折射规律
【点评】
本题考查光的折射规律的应用,需掌握垂直入射和斜射时的折射特点,作图时要准确绘制法线,判断折射角与入射角的大小关系,是光学作图的基础题型。
【难度系数】
0.5
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