Question

如圖所示，一束光線由某介質射入空氣中時發生了反射和折射現象．已∠1=∠2≠∠3，試指出圖中的界面和法線并在圖中標出入射光線、反射光線和折射光線的傳播方向．

Answer 1

分析：根據光的反射定律的內容，∠1=∠2≠∠3，那么∠1，∠2就是入射角或反射角，MM′是界面，NN′是法線，光由某介質射入空氣中時，折射光線應遠離法線偏折，那么∠3，就是折射角，則AO就是入射光線，OB就是反射光線，OA就是折射光線．

解答：解：仔細分析題圖，先分析哪是界面，AO、BO、CO不可能是界面（為什么？自己分析一下）只有MM′和NN′是界面．
假設界面是NN′，那么MM′就是法線，利用光的反射定律，入射光線、反射光線必在同一種介質內，并且折射光線和入射光線分居在法線的兩側，CO應是入射光線，BO是反射光線，OA是折射光線，
因為∠2≠∠3，所以反射角（∠BOM）和入射角（∠COM）不相等，不符合光的反射定律．假設不成立．因此只有MM′是界面，NN′是法線．
在三條光線中，有OA、OB兩條線在同一介質中，所以入射光線只可能是OA、OB中的某一條．假設OB是入射光線．那么OA是反射光線，OC則是折射光線，這樣折射光線OC和入射光線OB在法線同一側了．不符合折射規律，假設不成立．只有OA是入射光線，那么OB是反射光線，OC是折射光線，光由某介質射入空氣中時，折射光線應遠離法線偏折，與圖示情況相符，∠1=∠2．
所以MM′是界面，NN′是法線，三條光線如圖所示．

點評：（1）解答該類問題時，要注意將反射定律和折射規律綜合運用．
（2）分析該題要用假設法．在分析時先假定，然后由假設出發，根據所學物理知識和已知條件來進行分析、推理，得出肯定或否定．
假設法是分析物理問題的常用方法，要領會掌握這種方法．
（3）在題目解答后，要學會對解題結果進行分析．如本題確定MM′是界面，NN′是法線，OA是入射光線，OB是反射光線，OA和OB分居法線兩則，入射角∠1等于反射角∠2，符合反射定律；
OC是折射光線．OA和OC分別處于介質和空氣中，且在法線兩側，∠3＞∠1，題意指出光從某介質射入空氣中，也符合折射規律．