光的折射现象_实验设计-查字典物理网

【目的和要求】

认识光在两种物质界面上发生的折射现象，并总结折射现象的初步规律。

【仪器和器材】

光具盘（J2501型），低压电源（J1201型）。

【实验方法】

1．如图2．7－1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。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。转动圆形光盘，入射点O的位置始终不变。

2．光的折射现象

（1）将圆形光盘转一个角度，使一束平行光射到MN上的O点，光盘上可以看入射光线AO，反射光线OC和折射光线OB（图2．7－2）。

（2）转动圆形光盘，使入射光线AO垂直于MN平面，可以看到通过分界面以后的光线OB和AO在一条直线上，即不改变光线的传播方向。

（3）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。

观察重点：在半圆柱透镜的MN界面上，光从空气进入玻璃，或者从玻璃进入空气，斜射时传播方向改变；垂直入射时传播方向不改变。

3．光发生折射的初步规律

（1）重复光从空气斜射进入玻璃的情况，观察两种媒质交界面上的入射点、法线、入射光线、折射光线、入射角和折射角。指出光在折射时，折射光线跟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。

（2）转动圆形光盘，改变入射角的大小，可以看到，光从空气进入玻璃时，入射角越大，折射角也越大，并且折射角总小于入射角。

（3）转动圆形光盘，使得在MN界面上，光从玻璃进入空气。改变入射角的大小（入射角应小于临界角），可以看到，折射角随着入射角的增大而增大，并且折射角总大于入射角。

（4）若光线垂直入射到MN界面上时，不论光从空气进入玻璃，还是从玻璃进入空气。通过界面以后光的传播方向都不变。

观察重点：光从空气进入玻璃时，折射角小于入射角；光从玻璃进入空气时，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。

【注意事项】

1．实验装置要在课前组装调整好。调整时还要注意：①半圆柱透镜的底面（毛面）要和圆形光盘贴紧。在用紧固螺钉将透镜压紧在光盘上时，圆弧面那一侧容易翘起，造成由这一侧射出的光线在光盘上显示的亮线出现断开的现象。②从半圆柱透镜的正面有时看到如图2．7－3所示的光线OE。这是由于从光盘左侧缝隙透过的光带较宽，一部分光线直接照到半圆柱透镜的前表面上造成的。可以在透光缝隙上插入一半拦光片，挡住这部分光线。