12. 如图所示,一束光斜射入盛有水的容器中,在容器底部形成光斑 $ P_{1} $,请在图中画出法线,标出入射角、折射角,再说明其大小关系。

答案
1. 画法线:过入射点作垂直于水面的直线为法线(用虚线表示)。
2. 标入射角、折射角:入射角为入射光线与法线的夹角,用$\angle i$表示;折射角为折射光线与法线的夹角,用$\angle r$表示。
3. 大小关系:光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,$\angle i>\angle r$。
2. 标入射角、折射角:入射角为入射光线与法线的夹角,用$\angle i$表示;折射角为折射光线与法线的夹角,用$\angle r$表示。
3. 大小关系:光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,$\angle i>\angle r$。
13. 如图所示在水面上方有一个发光点 $ S $,发出两束光分别射到容器底上的 $ A $ 点和 $ B $ 点,以及经水面反射后到达容器右侧壁上的 $ C $ 点($ C $ 点未标出)。已知 $ A $ 点在 $ S $ 点的正下方,$ B $ 点在 $ A $ 点的右侧。请根据光的折射、反射规律画出这两条光线到达 $ A $、$ B $、$ C $ 三点的传播路径并标出 $ C $ 点。

答案
1. 从发光点 $S$ 向 $A$ 点画一条垂直入射到水面的直线,到达 $A$ 点(由于 $A$ 在 $S$ 正下方,光线垂直入射,方向不变)。
2. 从发光点 $S$ 向水面上某一点(假设为 $D$ 点,位于 $A$ 和 $B$ 正上方水面处)画一条斜射光线,经水面折射后到达 $B$ 点,折射角小于入射角(根据折射定律,光线从空气进入水中时折射角小于入射角)。
3. 从发光点 $S$ 向水面上另一点(假设为 $E$ 点,在 $D$ 点右侧)画一条斜射光线,经水面反射后到达容器右侧壁上的 $C$ 点。根据反射定律,入射角等于反射角,确定 $C$ 点的位置。具体为:过 $S$ 作水面的对称点 $S'$,连接 $S'$ 和 $C$,与水面的交点即为 $E$ 点。
作图结果为:一条垂直光线 $S - A$;一条斜射折射光线 $S - D - B$;一条斜射反射光线 $S - E - C$,并标出 $C$ 点的位置。
2. 从发光点 $S$ 向水面上某一点(假设为 $D$ 点,位于 $A$ 和 $B$ 正上方水面处)画一条斜射光线,经水面折射后到达 $B$ 点,折射角小于入射角(根据折射定律,光线从空气进入水中时折射角小于入射角)。
3. 从发光点 $S$ 向水面上另一点(假设为 $E$ 点,在 $D$ 点右侧)画一条斜射光线,经水面反射后到达容器右侧壁上的 $C$ 点。根据反射定律,入射角等于反射角,确定 $C$ 点的位置。具体为:过 $S$ 作水面的对称点 $S'$,连接 $S'$ 和 $C$,与水面的交点即为 $E$ 点。
作图结果为:一条垂直光线 $S - A$;一条斜射折射光线 $S - D - B$;一条斜射反射光线 $S - E - C$,并标出 $C$ 点的位置。
14. 如图所示一束单色光从空气中斜射入玻璃三棱镜,经过两次折射后从 $ OP $ 射出,请画出完整光路。

答案
答题步骤如下,光路图以文字描述形式给出(实际需在答题卡上作图):
1. 过入射点$O$作法线$MN$垂直于界面;
2. 根据折射定律(空气到玻璃,折射角小于入射角),在玻璃内部靠近法线一侧画出第一次折射后的光线;
3. 该光线在玻璃内继续传播到$OP$界面,再次作法线;
4. 根据折射定律(玻璃到空气,折射角大于入射角),在$OP$右侧画出从$OP$射出的光线。
作图关键点:
入射角大于玻璃中的折射角;
玻璃到空气的折射角大于在玻璃中的入射角;
两法线均为界面垂线。
1. 过入射点$O$作法线$MN$垂直于界面;
2. 根据折射定律(空气到玻璃,折射角小于入射角),在玻璃内部靠近法线一侧画出第一次折射后的光线;
3. 该光线在玻璃内继续传播到$OP$界面,再次作法线;
4. 根据折射定律(玻璃到空气,折射角大于入射角),在$OP$右侧画出从$OP$射出的光线。
作图关键点:
入射角大于玻璃中的折射角;
玻璃到空气的折射角大于在玻璃中的入射角;
两法线均为界面垂线。
15. “潭清疑水浅,安全记心间。”如图所示,$ A $ 是水池底某点,请作出光线 $ AO $ 的折射光线以及人从岸上看到的 $ A $ 的像 $ A' $ 的大致位置。

答案
答题步骤:
1. 从点 $A$ 发出的光线 $AO$ 在水面处发生折射。
2. 折射点为 $O$,法线为 $O_1O$(过$O$点作垂直水面)。
3. 由于光从水(光密介质)进入空气(光疏介质),折射角大于入射角,折射光线应远离法线。
4. 人眼逆着折射光线看去,会觉得光是从$A'$点发出的,$A'$为$A$的虚像位置,$A'$在$AO$折射光线的反向延长线上,且$A'$位置比$A$位置浅。
作答图(描述):
折射光线:从折射点 $O$ 出发,远离法线 $O_1O$,进入空气。
像 $A'$:在折射光线的反向延长线上,且 $A'$ 位于点 $A$ 的上方(更靠近水面)。
1. 从点 $A$ 发出的光线 $AO$ 在水面处发生折射。
2. 折射点为 $O$,法线为 $O_1O$(过$O$点作垂直水面)。
3. 由于光从水(光密介质)进入空气(光疏介质),折射角大于入射角,折射光线应远离法线。
4. 人眼逆着折射光线看去,会觉得光是从$A'$点发出的,$A'$为$A$的虚像位置,$A'$在$AO$折射光线的反向延长线上,且$A'$位置比$A$位置浅。
作答图(描述):
折射光线:从折射点 $O$ 出发,远离法线 $O_1O$,进入空气。
像 $A'$:在折射光线的反向延长线上,且 $A'$ 位于点 $A$ 的上方(更靠近水面)。
16. 画出白光射入三棱镜的大致光路图(至少画出三条折射光线),并标出最终色带两侧的颜色。

答案
答题:
1. 从白光入射点作三条不同颜色(代表不同波长光)的折射光线,在进入三棱镜时,折射角小于入射角,且紫光折射程度最大,红光折射程度最小。
2. 光线在三棱镜内传播,到另一侧面时再次发生折射,折射角大于入射角。
3. 最终在光屏上形成色带,标出色带两侧颜色,左侧为红色,右侧为紫色。
(画图:白光以一定角度射入三棱镜左侧面,在三棱镜内发生两次折射,出射光线分散开,在光屏上形成彩色光带,光带左侧标红色,右侧标紫色 )
1. 从白光入射点作三条不同颜色(代表不同波长光)的折射光线,在进入三棱镜时,折射角小于入射角,且紫光折射程度最大,红光折射程度最小。
2. 光线在三棱镜内传播,到另一侧面时再次发生折射,折射角大于入射角。
3. 最终在光屏上形成色带,标出色带两侧颜色,左侧为红色,右侧为紫色。
(画图:白光以一定角度射入三棱镜左侧面,在三棱镜内发生两次折射,出射光线分散开,在光屏上形成彩色光带,光带左侧标红色,右侧标紫色 )
17. 将一矩形玻璃砖从中间斜切后,分别向左、右沿水平直线拉开一小段距离,如图所示。一条光从左侧面垂直射入,画出这条光线从右侧玻璃砖射出的折射光路图(保留作图痕迹)。

答案
1. 过左侧玻璃砖斜切面入射点作法线(虚线,垂直于斜面)。
2. 光线从玻璃垂直入射左侧面后方向不变,水平向右射至左侧斜切面,此时入射角为光线与法线夹角(设为i),因光从玻璃射向空气(光密→光疏),折射角大于入射角,画出折射光线(空气中,向远离法线方向偏折)。
3. 过右侧玻璃砖斜切面入射点作法线(虚线,垂直于斜面,与左侧法线平行)。
4. 空气中折射光线射向右侧玻璃砖斜切面,此时入射角为光线与右侧法线夹角(设为i'),因光从空气射向玻璃(光疏→光密),折射角小于入射角,画出折射光线(玻璃中,向法线方向偏折)。
5. 右侧玻璃砖内光线水平向右传播,垂直右侧面射出,方向不变。
(注:作图时需保留所有法线虚线、光线实线及箭头方向)
2. 光线从玻璃垂直入射左侧面后方向不变,水平向右射至左侧斜切面,此时入射角为光线与法线夹角(设为i),因光从玻璃射向空气(光密→光疏),折射角大于入射角,画出折射光线(空气中,向远离法线方向偏折)。
3. 过右侧玻璃砖斜切面入射点作法线(虚线,垂直于斜面,与左侧法线平行)。
4. 空气中折射光线射向右侧玻璃砖斜切面,此时入射角为光线与右侧法线夹角(设为i'),因光从空气射向玻璃(光疏→光密),折射角小于入射角,画出折射光线(玻璃中,向法线方向偏折)。
5. 右侧玻璃砖内光线水平向右传播,垂直右侧面射出,方向不变。
(注:作图时需保留所有法线虚线、光线实线及箭头方向)
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