Question

準備知識：光能夠在其中傳播的物質叫媒質．光在同一均勻媒質里轉播的路線是直線．當光在不均勻的媒質里傳播時，它的路線不再是直線，而會發生彎曲．如太陽光通過地球大氣層時，由于大氣密度分布不均勻，因而光的傳播路線是彎曲的，如圖1所示．因此，地球上的人看到的太陽位置要比它的實際位置高．根據上述事實，完成下面題目的有關要求：
在一底面是平面鏡、四周是透明玻璃的空魚缸內注入一定量的水，然后在魚缸底部均勻地撒上一層砂糖．當砂糖剛全部熔解后，讓激光發生器L發出的一束激光從魚缸的一個側壁靠近底部處射入．可以觀察到激光束在魚缸底部糖液中的傳播路徑類似于乒乓球向前運動不斷與水平桌面發生碰撞所出現的運動軌跡，如圖2所示．請解釋出現上述現象的原因．要求在解釋過程中能說明
（1）激光束進入溶液后為什么會按圖中所示那樣彎曲；
（2）在A、B兩點處發生了什么現象，并作圖表示；
（3）粗略說明為什么OA、AB、BC基本相似．

Answer 1

【答案】分析：（1）在均勻介質中，激光是直線傳播的．糖液屬于不均勻的介質，其實質是發生了折射．
（2）因容器底部是平的，相當于平面鏡，所以光線發生彎折后射到A點要發生反射，同理，B點也是．
（3）根據在液體中同一深度液體密度是相同的，所以傳播規律相同來解釋．
解答：解：（1）因為在均勻介質中，激光是直線傳播的．砂糖水溶液的密度不是均勻的，越深密度越大，所以激光傳播時發生折射，傳播路線是彎曲的．
（2）O向上的半段液體的密度減小，最高點為純水密度；后半段液體的密度增大，A點最大，當光線發生彎折后射到A點時，因容器底部是平的，相當于平面鏡，所以要發生反射，同理，在B處也會發生反射現象，如下圖所示：

答：在A、B兩點處發生了反射現象．
（3）從O、A、B點反射的光方向是一樣，同一深度液體密度是相同的，所以光傳播規律一樣，因此OA、AB、BC基本相似．
點評：本題通過光沿直線傳播現象和光的折射現象，考查學生分析實驗以及設計實驗的能力，本類型題是學生的弱項，需要大量練習，不斷提高自己．