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[组图]光的折射  光的色散 看不见的光

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一、知识与技能的要求
　　1、了解光的折射的现象，了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律，了解光在发生折射时，光路的可逆性。
　　2、了解色散现象，知道色光的三原色跟颜料的三原色是不同的，知道透明物体和不透明物体的颜色由什么决定。
　　3、初步了解太阳光谱和看不见的光，初步认识红外线及其作用，初步认识紫外线及其作用。

二、过程与方法的收获
　　1、通过观察，认识折射现象，体验由折射引起的错觉。
　　2、探究色光的混合和颜色的混合，获得有关的知识，体验探究的过程和方法。
　　3、通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。

三、情感、态度与价值观的升华
　　1、初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。
　　2、初步认识科学技术对社会发展和自然环境及人类生活的影响，初步建立可持续发展的意识，有保护人类生存环境的意识。

四、探索之旅
　　1、 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生变化偏折，这种现象叫光的折射。初中阶段我们对折射的规律需要了解如下几点：
　　① 光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折；
　　② 光垂直射向介质表面，方向不变；
　　③ 光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折；
　　④光在发生折射时，光路的可逆性。
　　2、折射现象：
　　①我们看水里的鱼，事实上看到的是因为光折射形成的虚像。插入水中的筷子向上折也是同样的道理，如图1。总之，折射使池水“变浅”，物体在所见虚像的下面。根据光路可逆，从水底看岸上的景物，物体会“变高”，如图2。
　　② 海市蜃楼现象是由于光线在不均匀的空气中发生折射形成的奇特物理现象，海市蜃楼在沙漠和海面上容易形成，如图3。
　　　　
　　③棱镜的折射现象，如图。经过三棱镜的光线向三棱镜底侧偏折两次，经过平行玻璃砖的光线发生侧向平移方向不变。
　　　　　　　　　　　　　　　
　　3、色散：太阳光（白光）可以分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光，三百多年前的牛顿就揭开了光的颜色之谜。彩虹是光的色散形成的一道壮美景象。色散事实上是因为不同颜色的光通过相同的介质发生折射时，传播方向的偏折程度不同导致的。
　　4、彩色电视机的色彩是利用红、绿、蓝三种色光合成的。让三种色光各自所占比例不同，就合成了形形色色的各种色光，红、绿、蓝三种色光叫做色光的三原色，如图。颜料的三原色与色光的三原色不同，颜料的三原色是品红、黄、青，如图。它们的混合原理也不同，颜料的混合原理是：两种颜料混合色是它们都能反射的色光，其余的色光都被这两种颜料吸收掉了。色光的混合原理是：两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色。透明物体的颜色由透过它的色光决定，不透明物体的颜色由它反射的色光决定。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　5、太阳光（白光）分解成的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色光的顺序排列叫做可见光谱。就像除了可闻声之外，还有听不见的超声和次声一样，在光现象中，除了可见光之外，还有看不见的光。
　　英国物理学家赫谢耳(1738—1822)在1800年，研究光谱里的各种色光的热效应时，在可见光谱红光区域的外侧，发现有很强的热作用。这就表明在光谱的红光外侧还存在一种看不见的射线，由于这种射线在光谱中位于红光的外侧，就叫做红外线。红外线突出的性质是热作用强和穿透能力强。
　　德国物理学家里特(1776—1810)在1802年发现，在光谱的紫光区域的外侧也存在着看不见的射线，这就是紫外线。紫外线的主要特点是化学作用强、荧光效应、杀菌消毒作用、还能促进生理作用和治疗皮肤病、软骨病等。但过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤。地球周围的大气层（臭氧层）阻挡了大量的紫外线进入地球表面，才使地球上的生物获得生存的条件。为了保护人类生存家园，我们应有环保的意识，承担起环保的责任和义务。
　　除了红外线、紫外线、之外，看不见的射线还有伦琴射线、γ射线等。红外线、可见光、紫外线、伦琴射线和γ射线跟无线电波一样，都是电磁波，只是它们的波长不同。

五、例题解析
　　1、若水中的鱼能看到岸边的人，它看到的人其实是（ ）
　　A.变矮了的人的实像　　　　　 B.变高了的人的实像
　　C.变矮了的人的虚像　　　　　 D.变高了的人的虚像

　　分析与解：
　　如图所示，人在头部某点A反射出的光线由空气进入水中时，在水面处发生折射，折射光线靠近法线，这些光线射入鱼的眼里，鱼看到这些光线是从它的反向延长线的交点
　　A′发出的，A′就是A的虚像，同理，人其他部分的情形也都一样，显然这个像比人高。
　　答案:D

　　2、如图所示，一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象，已知∠1=∠2≠∠3，试指出图中的界面和法线并在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的传播方向。
　　　　　　　　　　　　　　

　　分析与解：
　　仔细分析题图，先分析哪是界面，AO、BO、CO不可能是界面（为什么？自己分析一下）只有MM ′和NN′是界面。假设界面是NN′，那么MM′就是法线，利用光的反射定律，入射光线、反射光线必在同一种介质内，并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧，CO应是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，因为∠2≠∠3,所以反射角（∠BOM）和入射角（∠COM）不相等，不符合光的反射定律，假设不成立。因此只有MM′是界面，NN′是法线，在三条光线中，有OA、OB两条线在同一介质中，所以入射光线只可能是OA、OB中的某一条。假设BO是入射光线.那么OA是反射光线，OC则是折射光线，这样折射光线OC和入射光线BO在法线同一侧了，不符合折射规律，假设不成立，只有AO是入射光线，那么OB是反射光线，OC是折射光线，光由某介质射入空气中时，折射光线应远离法线偏折，与图示情况相符，∠1=∠2。所以MM′是界面，NN′是法线，三条光线如图所示。
　　　　　　　　　　　　　　

　　3、在绿光照射下的白花、红果、绿叶的颜色分别是（ ）
　　A. 绿色、黑色、绿色 　　　　　　　　　　　B. 绿色、绿色、黑色
　　C. 白色、黑色、绿色 　　　　　　　　　　　D. 绿色、红色、绿色

　　分析与解：
　　白花、红果、绿叶都是不透明体，因此，它们各自的颜色是由本身反射的色光决定的。白花能反射各种色光，当绿光照射时即为绿色。红果除反射红光外，吸收其它色光，当绿光照射时即为黑色。绿叶除反射绿光外，吸收其它色光，当绿光照射时即为绿色。
　　答案：A
　　说明：人们通常所说的某种物体的颜色，是指它在白光照射下的颜色。处理此类问题，应当分清物体是透明体还是不透明体。透明体的颜色是由它透过的色光决定的。不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。

　　4、如图所示，光线射到由玻璃制成的三棱镜上后经玻璃和空气的两个界面折射后形成的光路图，其中正确的是（ ）
　　　

　　分析与解：
　　此光线经过的第一个界面是由空气进入玻璃，根据光线折射规律，此时的折射角小于入射角，在图中过入射点作出法线，折射光线应更靠近法线，发现C图中的折射角大于入射角，C错误。光线经过第二个界面ac时是由玻璃进入空气中，由光的折射规律，此时折射角应大于入射角，作出法线，发现A、B图中都是折射角小于入射角，错误。因此只有D图中光线符合光的折射规律选D。
　　答案：D

来源：中国哲士网

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