光的直线传播_实验设计-查字典物理网

【目的和要求】

1．观察光在同一种物质里传播的路线是直的；

2．观察光从一种物质进入另一种物质，光的传播方向通常会改变。

【仪器和器材】

光的全反射实验器，如图2．1－1所示，包括光源和长方水槽。光源是直丝灯泡，外边用开有与灯丝平行缝隙的铁筒遮闭。长方水槽的前壁用玻璃镶成，后壁是涂有白漆的光屏。光源可插在水槽上方的圆孔内，也可插入水槽底部的玻璃圆筒内。

低压电源（J1201型）。

【实验方法】

1．在水槽中盛一半水。将光源插到水槽上方的圆孔中，接通电源，转动缝隙的位置，在光屏上可以看到，光在水槽上半部空气中沿直线传播的光带；再转动缝隙的位置，使缝隙朝下，在光屏上可以看到，一条光带从空气进入水中发生偏折的情况。

2．将光源插到水槽底部的玻璃圆筒内，重复上述实验步骤，在光屏上可以看到，光在水槽下半部水中沿直线传播的光带；以及光从水进入空气中光屏显示的光带发生偏折的情况。

观察重点：（1）光在同一种物质中，例如在空气中或在水中，都沿直线传播。（2）光由空气进入水中，或由水进入空气中，在空气和水的交界面处，光的传播方向发生改变。

【注意事项】

1．利用全反射实验器做实验，光在空气中或在水中传播的路线都是通过照到水槽后壁白色光屏上光带的漫反射显示出来的。从正面观察时，光屏上的光带，水面以上部分可以直接看到，水面以下部分，由于水的折射作用，实际看到的是它的虚像，光带的虚像位置比光带的实际位置距水槽的前壁要近一些。这样，从正面观察到的水面以下的光带（其实是它的虚像）和水面以上的光带好像“错开”了。“错开”的距离与水的厚度有关，也与观察的角度有关。尤其是从侧面观察的同学，他们看到水面以上和水面以下的光带在水面处接不上的现象更为突出。解决的办法是：①尽量减小水的厚度，如另加观察用的光屏，靠近水槽的前壁放置。②把仪器放置在远离同学的位置，让同学尽量从正面观察。

2．水槽放置的高低，应使水面与同学的视线大致相平。这样，水面以上和水面以下的光带都能从正面被同学观察到。如果水面过低，水平的光带一部分通过水槽的正面被视察到，另一部分则要经过水的上表面的折射后再被视察到，这样，看到的水下的光带，实际是从正面和上表面经水折射后的两个虚像，这两个虚像不在一条直线上，光的折射图案就比较混乱了。水面过高的情况，不再赘述。

3．本实验观察的重点是光在两种媒质交界面处的折射情况，实验时，入射光线的入射角应小一些，使得折射光线的强度大一些，反射光线的强度小一些，以便突出实验的主要部分。

编者提示：本小实验可辅以“光现象”部分的物理实验教学，以此培养和提高学生的实验能力和素养。

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