实验一 利用光具盘演示光的折射现象
实验器材:
光具盘(可用J2501型),平行光源,低压电源(J1201型)。
实验步骤:
1.如图3-109所示,将J2501型光具盘的平行光源,矩形光盘和圆形光盘安置好,半圆柱透镜用紧固螺钉卡在圆形光盘上。透镜的毛面向里,和光盘平面贴紧,半圆柱透镜的直径面MN和光盘上的90°连线重合,圆心O和圆形光盘的中心重合。
2.调整平行光源,使中央一束平行光垂直于MN射到半圆柱透镜的圆心O,光盘上清晰地显示出入射光线、反射光线和折射光线在一条直线上。
3.转动圆形光盘,入射点O的位置始终不变。
4.将圆形光盘转一个角度,使一束平行光射到MN上的O点,如图3-110所示,光盘上可以观察到入射光线AO,反射光线OC和折射光线OB。
5.转动圆形光盘,使入射光线从圆弧面射入玻璃中,沿半径射到MN上的O点,当光线斜射到MN界面上时,光由玻璃进入空气,传播方向发生改变;垂直射到MN界面上时,传播方向不改变。
实验结论:
光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角;光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角。两种情况下,折射角都随入射角增大而增大。
图3-109
图3-110
实验二 利用水槽演示光的折射现象
实验器材:
有单缝纸屏的平行光源(或激光光源),平面镜,铁座支架,透光玻璃水槽(盛了半槽含少许牛乳的水)。
实验步骤:
1.如图3-111所示,安装好实验仪器,并在透光玻璃水槽中放入大约半槽水。
2.在暗室中调节平行光源,使光线射到平面镜M上,并经M反射,斜射入水中。
3.向水面上方的空气中喷烟,观察水面上方的入射光线和水中的折射光线,并比较它们与法线夹角的大小。(www.xing528.com)
4.逆时针方向转动平面镜M,使射向水中的入射光线的入射角逐渐减小,直至为0°(即光垂直射向水中)。观察水面上方入射光线与水中折射光线的传播方向,并比较它们与法线夹角的大小及变化。
实验结论:
光从空气进入水时,折射角小于入射角,折射角都随入射角增大而增大。
注意事项:
如用笔型手电筒代替平行光源或激光光源,只要在手电筒前贴上一张开有狭缝的黑纸,然后让光从狭缝中射出后直接进入水中。
图3-111
实验三 观察光从空气射入水中的折射现象
实验器材:
手电筒,凹镜,铁架台,透光玻璃槽,小金属块。
实验步骤:
1.按如图3-112所示安装仪器,调节凹镜,使光源发出的光经凹镜反射后在玻璃槽的底部呈现一明亮的光斑。
2.将小金属块放在亮点处,然后慢慢向槽内倒水,观察光斑的移动情况(光斑随水面逐渐升高而向右偏移。水越深,光斑偏离金属块越远)。
3.将槽中的水逐渐吸出,直至吸尽,观察光斑的移动情况(随着水面的降低,光斑向金属块移动,最后又落在金属块上)。
实验结论:
光从空气斜射入水时,折射角小于入射角,折射角随入射角增大而增大。
注意事项:
为了保证金属块放在亮点处后不发生移动,在加水和吸水过程中,可用工具将金属块按住;也可以在玻璃槽底预先涂上一点红(或黑)漆,以代替金属块。
图3-112
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