研究光的折射现象

实验目的

探究光的折射规律,归纳折射光线、入射光线、法线的位置关系及两角的大小关系。

实验原理

光从空气斜射入水中时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧;折射角小于入射角,入射角增大时折射角也增大;垂直入射时方向不变。在折射现象中,光路是可逆的。

实验器材

• 激光笔
• 透明水槽(或半圆形玻璃砖)
• 清水
• 少量牛奶(使水中光路可见)
• 白纸
• 量角器
• 铅笔

实验步骤

1. 水槽中加入清水,滴入少量牛奶,使水中光路易于观察
2. 在白纸上标出水面位置并作出法线,把水槽对准放好
3. 让激光沿法线射入水中,观察光的传播方向
4. 改变入射角,让光斜射入水中,记录入射角和折射角
5. 多次改变入射角重复测量,比较两角大小并归纳规律
6. 让光沿原折射光线的反方向射入,观察光路是否重合

实验现象与结论

光垂直入射时不偏折。斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,入射角越大折射角越大。光沿折射光线的反方向射入时,会沿原入射光线的方向射出,说明折射中光路可逆。

注意事项

• 不要让激光直射人眼或对着他人
• 水槽装水后轻拿轻放,避免洒水

常见问题

为什么要在水中加少量牛奶?

牛奶使水中的微小颗粒散射光线,让水中的折射光路清晰可见,便于描点和测量。

怎样证明折射中光路可逆?

让光沿折射光线的反方向射入界面,看到它沿原入射光线方向射出,即说明光路可逆。