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八年级物理竞赛专题--第5讲 光的折射
【赛点图解】

【技法透析】
    1．光的折射
    由于光在不同的介质中传播速度不同，所以当光斜射到两种介质的表面上时，进入另一种介质中的光线的传播方向会发生改变，这种现象叫做光的折射．当光垂直射到两种介质的界面上时，入射角和折射角都等于0°，光的传播方向不变．
    在发生折射现象时，一定同时发生了反射，所以折射光的能量比入射光的能量小，这样就导致在拍照时折射光成的像暗些．
由于光在光速大的介质中光线和法线的夹角大，而且折射角随入射角的增大而增大，所以光从光速小的介质射入光速大的介质时折射角大于入射角，当入射角等于或大于某个值时，折射角等于或大于90°，折射光全部回到原来的介质中，这种现象叫做全反射，此时没有折射，所以光射到界面上时，一定有反射现象，但不一定有折射现象．
2．折射成像
    物体发出或反射的光在两种不同的介质的界面处发生折射，折射光线的反向延长线交于交点，这个交点就是物体的像．从物体来的光在两种不同的介质的界面处还会发生反射，反射光线的反向延长线也有一交点，这个交点也是物体的像．这两个像虽然都是虚像，但形成的原理不同，前者是折射形成的，后者是反射形成的．虽然两个像都在界面同侧，但前者物、像在界面的同侧，后者物、像在界面的两侧，判断这两个像的试题很多，如“‘蝶在水中飞，鱼在云中游’的美景，‘蝶在水中飞’中的‘蝶’是由光的_______形成的，‘鱼在云中游’中的‘鱼’是由光的_______形成的”．做这样的题先分析人看到的“蝶”和“鱼”的位置和性质，空中飞的“蝶”在水中，水中游的“鱼”在空中，说明看到的都是像．然后分析人的位置，和人在同种介质中的物体的像是反射形成的，和人分处两种介质中的物体的像是折射形成的．
3．物体的颜色
    人看到的颜色是由进入人眼的色光的颜色决定的，什么颜色的光进入眼睛，看到的就是什么颜色．对于一个物体来说：它反射或透过某一种色光，吸收其他的色光．
    当太阳光照射一个不透明的物体时，它反射一种色光，进入眼睛引起视觉，所以不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的．如太阳光照射红色衣服时，红光被反射，其他的色光被衣服吸收，只有红光射进眼睛，看到的衣服就是红色的．当太阳光照射一个透明的物体时它透过的色光进入眼睛引起视觉，其它的色光被物体吸收了，不能进入人眼，所以透明的物体的颜色是由它透过的色光决定的，
    黑色的物体吸收所有的色光，不反射光也没有光透过，就没光进入眼睛，所以是黑的．白色的物体反射所有色光，所以用太阳光照射时，这些被反射的色光混合在一起便是白光了．
还有一种情况就是：本来物体不是黑色的，但用和物体不同颜色的色光照射它，光被衣服吸收了，人看起来也是黑的，如绿光照射红色衣服，衣服吸收了绿光；另外用色光照射白色物体，物体看起来的颜色就是色光的颜色．
    颜料的颜色是它反射的色光决定的，但是一种颜料往往反射的是几种色光，那么人看到的颜色应该是它们共同反射的色光的颜色，当然，人看到的颜料的颜色也象人看到的物体的颜色一样，与照射的色光有关．
4．光学元件的分解
    将平行玻璃砖从中间分开，分成一个凸透镜和凹透镜，拉开一段距离后，让光线通过这两个透镜，会怎样折射呢？
    若再把它们无缝隙的拼合在一起，又变成了平行玻璃砖，平行光经过它平移一段距离后仍平行射出，说明凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用一样大，那么平行光通过它的问题可以一个透镜一个透镜的单独考虑，最后的出射光到底是发散还是会聚，取决于两透镜间的距离．
    正方体玻璃中有一个气泡，那么光通过它怎样折射，物体通过它怎样成像？这些生活中的元件可以经过切割，分成几个透镜来分析，我们从气泡中间将正方体玻璃分开，就是两个凹透镜，光经过它两次发散，物体通过它两次成虚像．

【名题精讲】
赛点1  光的折射规律
例1   如图，在一块玻璃砖上挖去一块半圆形的玻璃，如有一条通过圆心的光线射到该玻璃砖上，则正确的光路图为(    )
                  
A                  B                   C                   D
   【切题技巧】　一条通过圆心的光线射到半球面上，它和界面的法线重合，其入射角和折射角都等于0°，传播方向不改变；到了玻璃中以后在同种介质中，继续沿直线传播；从玻璃中射出，光从光速小的介质进入光速大的介质，所以折射光应远离法线．
    【规范解答】　A
    【借题发挥】　若两种介质的界面是曲面，其法线应该和曲面的切面垂直，即先过入射点作曲面的切线，然后过入射点作切线的垂线即为该曲面的法线．若曲面是圆面或球面，则法线就是过入射点的圆面或球面的半径了，所以过圆面或球面半径的光线进入另种介质，传播方向不改变．
【同类拓展】　如图，一块矩形玻璃砖切割成图中形状
后拉开一段距离，平行于主光轴的光线从左面射入，则从最右边
射出的光线(    )
    A．仍然保持平行光线       B．一定是平行光线
    C．一定是会聚光线         D．结论与d有关，以上结论都可能

赛点2  光折射成像及像的应用
例2   如图，把由同种玻璃制成的正方体玻璃砖A和半球形玻璃砖B放在报纸上，若正方体的边长和半球的半径相同，则从正上方沿图中
虚线（中心线）方向往下看中心线对准的文字(    )
    A．A和B中看到的都比实际的高
    B．A中看到的比实际的高．B中看到的比实际的低
    C．A中看到的比实际的高，B中看到的与实际的一样高
    D．A和B中看到的都与实际一样高
   【切题技巧】　 从半球形玻璃砖B正上方沿图中虚线（中心线）方向往下看中心线对准的文字，字反射的光进入玻璃时都经过球心，沿法线传播，光的传播方向不变，光线的反向延长线的交点仍在字处，位置不变；但正方体玻璃砖A下的字反射的光除垂线那条外，都是斜射入玻璃砖中，在界面处会折射，折射光线反向延长线的交点就是字的像，比字的位置高．
    【规范解答】　C
    【借题发挥】　透过玻璃看下面的物体，看到的是物体的像，可以通过作光路图来确定像的位置．像和物的错位程度与玻璃的厚度有关系．本题中是一种特殊情况，如果透过半球形玻璃砖B看的不是中心线对准的文字，那么看到的就比实际的高．
    【同类拓展】　细心的小明注意到这样一个现象：如果打开窗户，直接看远处的高架电线，电线呈规则的下弯弧形；而如果隔着窗玻璃看，电线虽然整体上也呈弧形，但电线上的不同部位有明显的不规则弯曲，当轻微摆动头部让视线移动时，电线上的不规则弯曲情景也在移动．产生这种现象的主要原因是(    )
A．玻璃上不同部位对光的吸收程度不同   
B．玻璃上不同部位的透光程度不同
C．玻璃上不同部位的厚度不同   
D．玻璃上不同部位对光的反射不同
    例3   如图水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2，人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置，画出：
    (1)A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图
(2)A2发出的光进入人眼的光路图
      
甲                            乙
    【切题技巧】　先用平面镜成像特点作出A1关于水面的对称点，即为A1经水面反射的像A1'，然后连接眼睛和A1'，作出反射光线OB．与界面交点即为入射点O，连接A1O，就是入射光线了．由于人在空气中看到A2在水中的位置就是A1在水中的像的位置，所以A1'也是A2经水面折射成的虚像的位置，则OB同时也是折射光线，连接A2O，就是入射光了．
    【规范解答】　如图乙

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