以下是一些初中光學(xué)競賽物理題:
1. 如圖1,一束平行于凸透鏡的光線經(jīng)過半圓形透鏡后發(fā)散,一支未進入人眼,請在圖中畫出這束光線的折射光線。
圖1
2. 如圖2所示,一束光線從空氣射到水面,請畫出反射光線和折射光線的大致方向。
圖2
3. 如圖3所示,一束光線從空氣斜射到玻璃表面上,已知入射光線與界面成30°角,請畫出反射光線和折射光線的大致方向。
圖3
4. 太陽光與水平面成60°角射向平面鏡,則反射角為多少度?請畫出反射光路圖。
5. 在探究光的反射定律時,如圖4所示,用一束光沿半圓形玻璃磚的一個直徑射入玻璃磚,在光屏上出現(xiàn)兩光斑,且距圓心距離相等。試探究:兩光斑的連線與入射光線是否平行?并說明理由。
圖4
以上問題涉及光的反射、折射和入射等光學(xué)知識,需要運用物理原理進行分析和解答。
題目:光的折射現(xiàn)象
假設(shè)光線以一個很小的角度θ射入玻璃,那么這個光線在玻璃中的折射角是多少?請用n1和n2表示這個折射角。
答案:當光線從空氣進入玻璃時,會發(fā)生折射,這是因為空氣和玻璃的折射率不同。根據(jù)折射定律,入射角和折射角的正弦值成正比,即 sinθ1 / sinθ2 = n2 / n1。
在這個問題中,入射角是θ,折射角是θ2。因此,sinθ / sinθ2 = n2 / n1。由于θ很小,我們可以忽略sinθ的平方項,得到sinθ2 = θ / (n2 tanθ)。當θ足夠小時,tanθ≈θ/r,其中r是玻璃的半徑。因此,sinθ2≈θ/r。
因此,折射角θ2≈θ/(n2 r),其中r是玻璃的折射率。
希望這個例子能幫助你理解光學(xué)中的折射現(xiàn)象。還有其他許多光學(xué)現(xiàn)象和問題需要理解,例如光的反射、干涉、衍射等。你可以嘗試自己列出其他題目來加深對光學(xué)的理解。