Question

某小組同學在“研究光的折射規(guī)律”的實驗中，按正確的方法安裝和調(diào)節(jié)好實驗裝置．他們使光從空氣斜射入水中，按表一中的入射角i依次進行了三次實驗，并將相應的折射角r記錄在表一中．然后他們使光從空氣斜射入玻璃中，重復上述實驗，并將數(shù)據(jù)記錄在表二中．為了進一步探究入射角i和折射角r之間的關(guān)系，他們進行適量的運算，將結(jié)果分別記錄在表一和表二的后四列中．
表一（空氣斜射入水）

實驗 序號	入射角i（度）	折射角r（度）	入射角的正弦sini（×10-2）	折射角的正弦sinr（×10-2）	入射角的余弦cosi（×10-2）	折射角的余弦cosr（×10-2）
1	23.0	17.5	39	30	92	95
2	36.0	26.7	59	45	81	89
3	51.0	36.9	78	60	63	80

表二（空氣斜射入玻璃）

實驗 序號	入射角i（度）	折射角r（度）	入射角的正弦sini（×10-2）	折射角的正弦sinr（×10-2）	入射角的余弦cosi（×10-2）	折射角的余弦cosr（×10-2）
4	23.0	15.0	39	26	92	97
5	36.0	23.0	59	39	81	92
6	51.0	31.3	78	52	63	85

（1）分析比較實驗序號

 

數(shù)據(jù)中的入射角i與折射角r變化關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：光從空氣斜射入其它介質(zhì)，折射角隨入射角的增大而增大．
（2）分析比較每一次實驗數(shù)據(jù)中的入射角i與折射角r的大小關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

 

．
（3）分析比較實驗序號1與4（或2與5、3與6）數(shù)據(jù)中的入射角i與折射角r的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

 

．
（4）請進一步綜合分析比較表一、表二中經(jīng)運算后得到的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較

 

；
（b）分析比較

 

．

Answer 1

分析：（1）分析表一或表二中入射角與折射角的關(guān)系，可以找出折射角隨著入射角的增大而增大相關(guān)序號．
（2）折射角隨著入射角的增大而增大，而且折射角總小于入射角．
（3）結(jié)合表格中數(shù)據(jù)，比較玻璃種和水中折射角的關(guān)系．
（4）（a）分析表表一或表二中入射角和折射角的正弦兩列數(shù)據(jù)，計算其比值，并得出結(jié)論；
（b）分析表一和表二中入射角和折射角的正弦數(shù)據(jù)，計算其比值，并得出結(jié)論．

解答：解：（1）由表一或表二可得，入射角逐漸增大時，折射角隨之增大，因此根據(jù)序號1、2、3（或4、5、6）可以得出光從空氣斜射入其它介質(zhì)，折射角隨入射角的增大而增大；
（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，當光從空氣斜射入其它介質(zhì)時，折射角小于入射角．
（3）分析比較實驗序號1與4（或2與5、3與6）數(shù)據(jù)可得：光從空氣斜射入水、玻璃中，當入射角一定時，在玻璃中的折射角總是小于水中的折射角．
（4）分析表一或表二中入射角和折射角的正弦兩列數(shù)據(jù)可知，其比值相等，因此可得出的結(jié)論是：當光從空氣斜射入同一種介質(zhì)時，入射角的正弦和折射角正弦的比值是定值；
分析表一和表二中入射角和折射角的正弦數(shù)據(jù)可知，當介質(zhì)不同時，其比值不相等，因此可得出的結(jié)論是：當光從空氣斜射入不同種介質(zhì)時，入射角的正弦和折射角正弦的比值是不同的．
故答案為：（1）1、2、3（或4、5、6）；
（2）當光從空氣斜射入其它介質(zhì)時，折射角小于入射角；
（3）光從空氣斜射入水、玻璃中，當入射角一定時，在玻璃中的折射角總是小于水中的折射角；
（4）（a）當光從空氣斜射入同一種介質(zhì)時，入射角的正弦和折射角正弦的比值是定值；
（b）當光從空氣斜射入不同種介質(zhì)時，入射角的正弦和折射角正弦的比值是不同的．

點評：本題考查光的折射規(guī)律，難點是第（4）小題，通過簡單計算找出新的規(guī)律，需要有敏銳的觀察能力．