《三、光的直线传播》习题1 三、光的直线传播
光是一种电磁波，能够在真空中直线传播。在光的传播过程中，光线会被物质的折射、反射等现象所影响。本章将围绕光的直线传播展开讨论，并提供一些相关习题，以加深对这一概念的理解。
1. 折射现象
折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。当光线由一种介质传播到另一种介质时，它会发生弯曲，并且在两种介质的交界面上会发生折射。折射是由于光在不同介质中的传播速度不同导致的。
1.1 折射定律
折射定律是描述光线在折射过程中的行为的定律。根据折射定律，入射光线、折射光线和界面法线所在平面共面，且入射角和折射角之间满足如下关系：
\(\frac{{\sin{θ_1}}}{{\sin{θ_2}}} = \frac{{v_1}}{{v_2}}\)
其中，θ1是光线与法线的夹角，θ2是折射光线与法线的夹角，v1和v2分别是两种介质中的光速。
1.2 折射角的大小
当光线由光密介质（光速较慢）传播到光疏介质（光速较快）时，折射角会大于入射角。相反，当光线由光疏介质传播到光密介质时，折射角会小于入射角。
1.3 全反射
当光线从光密介质射入光疏介质时，若入射角大于临界角，光线将无法折射出去，而发生全反射现象。临界角是使得光线沿交界面方向发生折射的最大允许入射角。
习题：
1. 在空气中垂直射入水中的光线，如图1所示。入射角为30°，已知光在空气中的速度为1.5×10^8 m/s，光在水中的速度为2.3×10^8 m/s，求折射角。
2. 一束入射光线在玻璃表面发生折射，角度如图2所示。已知入射角为60°，玻璃的折射率为1.5，求折射角。
3. 一束光线由空气射向玻璃表面，如图3所示。已知空气和玻璃的折射率分别为1和1.5，求临界角的大小。
2. 反射现象
反射是光线与物体表面接触并发生折射现象的过程。在反射中，光线不会穿透物体，而是被物体表面反射回去。反射过程中，光线的入射角和反射角之间满足反射定律。
2.1 反射定律
根据反射定律，入射角和反射角的大小相等，且入射光线、反射光线和界面法线所在平面共面。
习题：
1. 一束入射光线以30°的角度射入镜子，求反射光线的角度。
2. 一束入射光线以垂直于镜子的角度射入，求反射光线的角度。
3. 一束入射光线以60°的角度射入镜子，求反射光线的角度。
以上是关于光的直线传播的相关习题，通过解答这些习题可以加深对光线折射和反射现象以及相关定律的理解。同时，通过思考和解答这些习题，还能够训练逻辑思维和问题解决能力。希望读者能够通过这些习题，更好地理解光的直线传播。 |
