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题型:填空题 题类:常考题 难易度:普通

光学实验设计与探究

小明用平面镜和两个完全相同的墨水瓶A、B研究“平面镜成像的特点”.实验时,他将平面镜竖立在桌面上,把A放置在镜前的边缘处,如图所示,调整观察角度,可在镜中看到它的部分像.再将B放到镜后并来回移动,直至其未被平面镜遮挡部分与A在镜中的不完整像拼接成一个完全吻合的“瓶”.那么墨水瓶B所在的位置即为的位置,同时说明像与物;若用玻璃板替代平面镜,就能看到墨水瓶B被遮去的部分,这是由于光的形成的;如果有3mm厚和2mm厚的两块玻璃板,应选择mm厚的玻璃板做实验;使点燃的蜡烛在两个不同的位置,分别测出物距和像距的一组数据,得出实验结论:“像距与物距相等”,这种方法(选填“合理”或“不合理”),理由是:

举一反三

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为了探究光的反射和折射规律,小名设计并进行了如图所示的实验:把一束激光从某种玻璃中射向空气,保持入射点不动,改变入射角(每次增加10°),观察反射光线和折射光线的变化,并记录了入射角α、反射角β、折射角γ.实验过程中小名发现了一个奇特的现象,当把入射角增大到45°时,发现折射光线突然消失了,把入射角减小为40°时折射光线又出现了.他以为是实验仪器发生了什么问题,经检查仪器一切正常.又试了几次结果还是一样,但又有了新的发现:当折射光线消失后反射光线的亮度比有折射光线时明显增强.这是怎么一回事呢?小名请教了物理老师,老师告诉他:光从玻璃、水等介质射向空气,入射角增大时,折射光线离法线越来越远,而且越来越弱;当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,发生这种现象时的入射角叫做临界角λ.听了老师的话,小名产生了浓厚的兴趣,他还想知道这种玻璃的临界角是多少,玻璃和水的临界角相等吗,于是他重新进行了实验(从40°开始,入射角每次增加0.2°).

下面是小名的实验数据:

表1  光从玻璃射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)

α/度

0

10

20

30

40

41

41.2

41.4

41.6

41.8

42

β/度

0

10

20

30

40

41

41.2

41.4

41.6

41.8

42

γ/度

0

15.2

30.9

48.6

74.6

79.8

81.1

82.7

84.8

90

表2  光从水射向空气时入射角、反射角和折射角的关系(单位:度)

α/度

0

10

20

30

40

45

48.2

48.4

48.6

50

β/度

0

10

20

30

40

45

48.4

48.4

48.6

50

γ/度

0

13.4

27.0

41.7

58.7

70.1

82.7

84.0

90

仔细考察小名的探究过程和实验数据,回答下列问题:

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