【2.5光的折射作图练习含答案】在初中物理的学习中，光的折射是一个重要的知识点。它不仅涉及到光从一种介质进入另一种介质时的方向变化，还与日常生活中许多现象密切相关，如水中的物体看起来比实际位置高、透镜成像等。为了帮助学生更好地掌握这一部分内容，本文将围绕“2.5 光的折射作图练习”进行讲解，并附上详细解答。
一、光的折射基本概念
当光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如水或玻璃）时，由于两种介质的密度不同，光的速度发生变化，导致光线方向发生偏折，这种现象称为光的折射。
折射遵循以下两个基本定律：
1. 入射光线、折射光线和法线在同一平面内。
2. 入射角与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比（斯涅尔定律：$ \frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1} $）
二、常见折射作图题型
1. 空气到水的折射作图
题目： 画出光线从空气进入水中时的折射路径，已知入射角为30°，水的折射率为1.33。
作图步骤：
- 画出界面（空气与水的分界线）。
- 在空气中画一条入射光线，与法线夹角为30°。
- 根据折射定律计算折射角：
$$
\sin r = \frac{\sin i}{n} = \frac{\sin 30°}{1.33} ≈ \frac{0.5}{1.33} ≈ 0.376
$$
所以 $ r ≈ \arcsin(0.376) ≈ 22° $
- 在水一侧画出折射光线，与法线夹角约为22°。
答案： 折射角约为22°，光线向法线方向偏折。
2. 水到空气的折射作图
题目： 已知光线从水（折射率1.33）进入空气（折射率1.0），入射角为45°，请画出折射光线。
作图步骤：
- 画出水与空气的界面。
- 画出入射光线，与法线夹角为45°。
- 计算折射角：
$$
\sin r = n \cdot \sin i = 1.33 \cdot \sin 45° ≈ 1.33 \cdot 0.707 ≈ 0.940
$$
所以 $ r ≈ \arcsin(0.940) ≈ 70° $
- 在空气中画出折射光线，与法线夹角约为70°。
答案： 折射角约为70°，光线远离法线方向偏折。
3. 透镜成像作图（凸透镜）
题目： 用作图法找出点光源通过凸透镜后的像的位置。
作图步骤：
- 画出凸透镜及其主光轴。
- 将点光源放在主光轴左侧一定距离处。
- 作三条特殊光线：
- 平行于主光轴的光线经过透镜后会聚于焦点。
- 经过光心的光线不改变方向。
- 通过焦点的光线平行于主光轴射出。
答案： 三束光线交于一点，即为像的位置。
三、总结
光的折射作图是理解光学现象的重要手段，通过练习可以加深对折射规律的理解。在实际操作中，要注意入射角与折射角的关系，以及光线在不同介质中的传播方向变化。建议多做相关练习题，熟练掌握作图技巧，提升解题能力。
参考答案汇总：
| 题目 | 折射角 | 说明 |
|------|--------|------|
| 空气→水（30°入射） | 22° | 向法线方向偏折 |
| 水→空气（45°入射） | 70° | 远离法线方向偏折 |
| 凸透镜成像 | 根据三线法确定 | 像的位置由光线交汇点决定 |
通过本练习，希望同学们能够更加熟练地运用光的折射原理进行作图分析，为后续学习光学知识打下坚实基础。
