Question

15．在探究“光從空氣射入水和油時(shí)，哪種液體對(duì)光的偏折本領(lǐng)較大”的實(shí)驗(yàn)中，小明提出如下實(shí)驗(yàn)方案：先讓一束入射光從空氣直接射入透明的空水槽中，記錄下光斑位置（如圖甲所示）；接著分別倒入水和油，記錄對(duì)應(yīng)的光斑位置，再通過(guò)分析就可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論．經(jīng)討論，同學(xué)們認(rèn)為這一方案是可行的，于是進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)．
（1）要實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)，它們應(yīng)選擇圖乙中的B、D（選填字母序號(hào)）兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
（2）某小組同學(xué)正確實(shí)驗(yàn)后，所記錄的三次光斑的相對(duì)位置如圖丙所示，經(jīng)分析可知：光從空氣斜射入水和油時(shí)，油對(duì)光的偏折本領(lǐng)較大．
（3）水槽底部選用了較粗糙的材料制作，這樣就可以使站在不同角度的同學(xué)都能看見(jiàn)水槽底部的光斑，是因?yàn)楣庠谒�槽底部發(fā)生了漫反射（選填“鏡面反射”或“漫反射”）．
（4）實(shí)驗(yàn)完成后，保持入射光線(xiàn)的位置和角度不變，繼續(xù)向水槽中加入液體，會(huì)發(fā)現(xiàn)水槽底部的光斑將向右移動(dòng)（選填“向左移動(dòng)”或“向右移動(dòng)”或“不動(dòng)”）．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)的目的是探究水和油對(duì)光的偏折本領(lǐng)，因此需要控制入射角和液面的高度相同；
（2）通過(guò)記錄的位置，和空氣中照射點(diǎn)光斑相比較，距離空氣中光斑越遠(yuǎn)，說(shuō)明對(duì)光的偏折本領(lǐng)越大．
（3）鏡面反射后的光線(xiàn)射向同一方向，正好處在這一方向上時(shí)，獲得的光線(xiàn)很強(qiáng)，其他方向上幾乎沒(méi)有反射光線(xiàn)；漫反射時(shí)反射光線(xiàn)射向各個(gè)方向，所以我們能從各個(gè)不同方向看到本身不發(fā)光的物體．
（4）容器內(nèi)加液體后，就會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，根據(jù)光的折射規(guī)律可知當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射光線(xiàn)靠近法線(xiàn)，折射角小于入射角，然后分析光斑的移動(dòng)情況．

解答 解：（1）根據(jù)控制變量法的思想，要探究水和油對(duì)光的偏折本領(lǐng)大小，必須控制入射角和液面的高度相同，只改變光線(xiàn)傳播的介質(zhì)，因此符合條件的有B、D兩圖；
（2）根據(jù)記錄，油中光斑的位置距離空氣比較遠(yuǎn)，因此油對(duì)光線(xiàn)的偏折程度大，對(duì)光的偏折本領(lǐng)較大．
（3）水槽底部選用了較粗糙的材料制作，這樣就可以使站在不同角度的同學(xué)都能看見(jiàn)水槽底部的光斑，是因?yàn)楣庠谒�槽底部發(fā)生了漫反射；
（4）當(dāng)容器內(nèi)加液體時(shí)，由光的折射規(guī)律可知，光線(xiàn)將發(fā)生折射現(xiàn)象，折射光線(xiàn)靠近法線(xiàn)，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向右移動(dòng)，當(dāng)液體加滿(mǎn)后，光斑就停止移動(dòng)．
故答案為：（1）B、D；（2）油；（3）漫反射；（4）向右移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查光的折射規(guī)律，注意光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，折射光線(xiàn)是靠近法線(xiàn)的，折射光線(xiàn)向下偏折．