Question

如图所示，一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象．已∠1=∠2≠∠3，试指出图中的界面和法线并在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的传播方向．

Answer 1

【答案】分析：根据光的反射定律的内容，∠1=∠2≠∠3，那么∠1，∠2就是入射角或反射角，MM′是界面，NN′是法线，光由某介质射入空气中时，折射光线应远离法线偏折，那么∠3，就是折射角，则AO就是入射光线，OB就是反射光线，OA就是折射光线．
解答：解：仔细分析题图，先分析哪是界面，AO、BO、CO不可能是界面（为什么？自己分析一下）只有MM′和NN′是界面．
假设界面是NN′，那么MM′就是法线，利用光的反射定律，入射光线、反射光线必在同一种介质内，并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧，CO应是入射光线，BO是反射光线，OA是折射光线，
因为∠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．假设不成立．因此只有MM′是界面，NN′是法线．
在三条光线中，有OA、OB两条线在同一介质中，所以入射光线只可能是OA、OB中的某一条．假设OB是入射光线．那么OA是反射光线，OC则是折射光线，这样折射光线OC和入射光线OB在法线同一侧了．不符合折射规律，假设不成立．只有OA是入射光线，那么OB是反射光线，OC是折射光线，光由某介质射入空气中时，折射光线应远离法线偏折，与图示情况相符，∠1=∠2．
所以MM′是界面，NN′是法线，三条光线如图所示．

点评：（1）解答该类问题时，要注意将反射定律和折射规律综合运用．
（2）分析该题要用假设法．在分析时先假定，然后由假设出发，根据所学物理知识和已知条件来进行分析、推理，得出肯定或否定．
假设法是分析物理问题的常用方法，要领会掌握这种方法．
（3）在题目解答后，要学会对解题结果进行分析．如本题确定MM′是界面，NN′是法线，OA是入射光线，OB是反射光线，OA和OB分居法线两则，入射角∠1等于反射角∠2，符合反射定律；
OC是折射光线．OA和OC分别处于介质和空气中，且在法线两侧，∠3＞∠1，题意指出光从某介质射入空气中，也符合折射规律．