筷子如何“彎折”掐场?

光的折射中往扔,咱們主要關(guān)心兩件事:

  1. 光從一種介質(zhì)斜射入另外一種介質(zhì)時(shí)贩猎,折射光方向會(huì)如何改變?此即模塊8.1光的折射規(guī)律萍膛,主要考查光路圖相關(guān)題目吭服,重點(diǎn)是利用折射規(guī)律作圖;
  2. 人眼看到折射光線后會(huì)誤以為光是從像發(fā)出來(lái)的蝗罗,虛像與物體的位置關(guān)系如何艇棕?即模塊8.2折射規(guī)律的應(yīng)用,一般會(huì)聯(lián)系日常生活中的各種折射現(xiàn)象進(jìn)行考查串塑,作圖通常利用像的性質(zhì)解決沼琉。

折射規(guī)律的應(yīng)用部分,課上以“人看魚”和“魚看人”兩個(gè)模型為例進(jìn)行講解桩匪,其實(shí)咱們發(fā)現(xiàn)作業(yè)中還經(jīng)常遇到這一類經(jīng)典題型打瘪,即“水中的筷子看起來(lái)如何彎折”問(wèn)題。試舉幾例:

[例1] 如講義中拓展 9傻昙,較為基礎(chǔ)闺骚。根據(jù)“人看魚”模型即可判斷,看起來(lái)筷子水中部分向上彎折屋匕,圖 1 為簡(jiǎn)單的圖示葛碧。

圖1

[例2] 如講義中拓展 21借杰,有一定難度过吻。不少同學(xué)看到題沒(méi)有思路。將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)蔗衡,圖 2 為俯視圖纤虽,從 P 點(diǎn)沿水平方向看到的應(yīng)該是圖 3 中的哪種情形?

圖2
圖3

從選項(xiàng)看绞惦,筷子看起來(lái)可能出現(xiàn)兩個(gè)特征變化:粗細(xì)變化逼纸、位置向左或右邊偏移。首先济蝉,由于圓柱形水杯中的水相當(dāng)于凸透鏡杰刽,所以筷子看起來(lái)會(huì)變粗,排除 A 和 B王滤。至于會(huì)往那邊偏贺嫂,咱們可以畫光路圖來(lái)解釋。如圖 4 所示雁乡,根據(jù)折射光線的反向延長(zhǎng)線可知第喳,筷子看起來(lái)會(huì)向左偏移。故本題選 D踱稍。

圖4

同理曲饱,如果筷子位置偏右呢悠抹?咱們也可以通過(guò)圖 5 的光路圖發(fā)現(xiàn),筷子看起來(lái)會(huì)向右偏移扩淀。所以可以總結(jié)一下:從這個(gè)角度觀察楔敌,筷子看起來(lái)總是會(huì)往杯子的邊緣偏移。

圖5

在此基礎(chǔ)上可以思考一個(gè)問(wèn)題:如果筷子插入正中央位置驻谆,同樣視角看過(guò)去梁丘,現(xiàn)象會(huì)如何?答案應(yīng)該是:筷子位置看起來(lái)偏移旺韭,只是感覺(jué)變粗了氛谜。

[例3] 再進(jìn)一步,如果筷子斜著放区端,看起來(lái)會(huì)如何彎折值漫?這里需要考慮杯中水較多和水較少兩種情況,分別如圖 6 和圖 7 所示织盼。在上面一個(gè)例子的基礎(chǔ)上杨何,這就比較好理解了,左邊部分向左偏移沥邻,右邊部分向右偏移危虱。

圖6
圖7

大家可以自己回家做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證一下,實(shí)際現(xiàn)象是不是確實(shí)跟上面所講的情況一致唐全。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察圖6中筷子的粗細(xì)變化情況埃跷,并嘗試解釋其原因。

例 1 和例 2邮利、例 3 中弥雹,都是同樣的杯子、水延届、筷子剪勿,為何分析不一樣?其區(qū)別在于人的觀察角度不同方庭,例 1 中觀察者在杯子的斜上方向下觀察厕吉,例 2 和例 3 中觀察者從側(cè)面沿水平方向觀察,故光的傳播方向和折射的界面都不一樣械念,分析思路當(dāng)然也有區(qū)別头朱。在解決折射成像中判斷像的問(wèn)題時(shí),一定要看清觀察者(眼睛)的位置订讼,想清楚光從被觀察的物體出發(fā)最后進(jìn)入眼睛的方向和大概路徑髓窜,然后根據(jù)折射規(guī)律判斷光線在經(jīng)過(guò)兩種介質(zhì)分界面時(shí)的偏折情況,最后反向延長(zhǎng)折射光線得到像的位置,就知道像相對(duì)于物會(huì)如何偏移了寄纵。

[例4] 其實(shí)日常生活鳖敷,如果我們從斜上方觀察水中的筷子,會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況得把上面幾種情況結(jié)合起來(lái)思考程拭,如圖 8 所示定踱。

圖8

(完)

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