【分析】
首先梳理解题思路:第一步,先明确光线传播到O₂点时所处的两种介质:此时光线在水中,将要射入内部气泡的空气中,属于光从光密介质斜射入光疏介质的情况。第二步,确定该分界面的法线:由于水球和气泡球的球心都为O,因此入射点O₂与球心O的连线就是水和气泡分界面的法线。第三步,结合光的折射规律判断:光从水斜射入空气时,折射角大于入射角,折射光线会远离法线,对照图中给出的四条光线,筛选出符合该规律的折射光线即可。
【解析】
光线从空气经O₁点折射进入水球后,沿O₁O₂传播到水与内部气泡的分界面O₂点:
1. 此时光线的传播介质发生变化:从光密介质水,斜射入气泡内的光疏介质空气。
2. 确定该界面的法线:由于水球和气泡球的球心均为O,因此连接O₂与O的线段就是该分界面的法线。
3. 根据光的折射规律:光从光密介质斜射入光疏介质时,折射角大于入射角,折射光线向远离法线的方向偏折。
对比图中四条光线:光线①远离法线,符合规律;光线②未发生偏折、光线③④向法线靠近(折射角小于入射角),均不符合折射规律。因此正确的折射光线为①。
【答案】
A
【知识点】
光的折射规律,球面折射法线判定
【点评】
本题结合天宫课堂的真实实验情境命题,将物理知识与前沿科技场景结合,既考察基础规律也锻炼应用能力。本题的易错点是容易错误判定第二次折射的法线方向,或是混淆不同介质间折射时入射角和折射角的大小关系,误选靠近法线的光线,解题核心是先准确确定界面法线,再结合介质疏密关系判断偏折方向。
【难度系数】
0.6