人教版八年級第四章光現(xiàn)象第四節(jié)光的折射講義

高效課堂 精講精練知識點1 光的折射規(guī)律情景激疑如圖所示的裝置，小強將一枚硬幣放在沒有裝水的瓷杯里，把瓷杯放在桌子上并慢慢地向遠處推移，直到眼睛剛好看不到硬幣為止.保持頭部不動，緩慢地向杯中倒水，倒著、倒著,怪事出現(xiàn)了,小強又重新看到了杯底的硬幣。小強重新看到了杯底的硬幣，說明光在傳播時產(chǎn)生了什么現(xiàn)象?教材全解1.光的折射的概念光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般要發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫光的折射。2.光的折射規(guī)律光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折；光從水或其他介質斜射入空氣中時，折射光線遠離法線，即在光的折射過程中，光路是可逆的。知識拓展光的折射的四點說明(1)光斜射入兩種介質的分界面時，傳播方向一般要發(fā)生改變，一部分光反射回原介質，一部分光折射入另一種介質。(2)因為光在兩種不同介質中傳播，所以傳播的速度各不相同。(3)光在同種不均勻的介質中傳播時，也會發(fā)生折射。(4)當光垂直射向兩種物質的界面時，傳播方向不改變。即學即練例1 如圖甲所示，一束光線斜射到空水杯底部，在M處形成一個光斑，當向水杯中慢慢注入水時，光斑的實際位置( )A.慢慢向M左邊移動 B.慢慢向M右邊移動 C.在M處不動 D.在M的上方解析 光在空水杯中沿直線傳播，如圖甲所示；當杯中注入一定量的水時，水在水面發(fā)生折射，根據(jù)光的折射規(guī)律，折射光線向法線方向偏折，如圖乙所示，光斑落在杯底N點。答案 A例2 如圖所示的各光路圖中能反映光從玻璃斜射入空氣中的是（ ）解析 根據(jù)光的折射規(guī)律，光從玻璃斜射入空氣中，入射光線在玻璃中，折射光線在空氣中，并且折射光線遠離法線。A、D選項光的傳播方向顛倒了；B項折射光線向法線靠攏，不符合折射規(guī)律。答案 C鞏固練習1 一束光線射入容器中，在容器底部形成一個光斑,這時往容器中加水，光斑的位置不變，則入射光線的入射方向是（ ）A.自左上向右下入射B.自上而下垂直容器底部入射C.自右上向左下入射D.哪個方向入射均可答案 B點撥 解答此類題的關鍵是明確光的折射規(guī)律，知道折射角隨入射角的變化而變化，且明確當光從一種介質垂直界面射入另一種介質時，傳播方向不改變。鞏固練習2 畫出圖甲所示的光經(jīng)過三棱鏡的光路圖。(提示:三棱鏡是玻璃制品)答案 如圖乙所示點撥光經(jīng)過三棱鏡的過程中,先從空氣斜射入玻璃，再從玻璃斜射入空氣中。作圖時要以入射點為垂足作出垂直于分界面的法線，再根據(jù)折射規(guī)律確定折射光線的偏折方向。即光從空氣進入玻璃中，折射光線向法線方向偏折；折射光線從玻璃進入空氣中，發(fā)生第二次折射，第一次折射后的折射光線變成入射光線，第二次折射的光線遠離法線。鞏固練習3如圖所示，一束光從空氣斜射入水中，MN為法線，由圖可知:2是入射角，4是折射角；當入射角逐漸增大時，則折射角大小將_(填“增大”或“減小”），但總_(填“大于”或“小于”)入射角。答案 2 4 增大 小于點撥 入射角是入射光線與法線的央角，由圖可知入射角為2,折射角是折射光線與法線的夾角，由圖可知折射角為4,當光線從空氣斜射入其他透明介質時，折射角小于入射角；折射角隨著入射角的增大而增大，但總小于入射角。知識點2 光的折射現(xiàn)象情景激疑早晨旭日東升，在它還沒有到達地平線的時候,我們就已經(jīng)看到它了，如圖所示。這個現(xiàn)象說明了什么?如何解釋這個現(xiàn)象?教材全解1.日常生活中光的折射現(xiàn)象隨處可見池水看起來比實際的淺；插入水中的筷子看起來向上彎折；在水中叉魚時，只有瞄準魚的下方才能把魚叉到；清晨和傍晚的太陽實際上在地平線以下；海市蜃樓現(xiàn)象，這些都是光的折射形成的現(xiàn)象。2.利用光的折射規(guī)律解釋光現(xiàn)象光在非均勻介質或不同種介質中傳播時會發(fā)生折射，從而產(chǎn)生了許多光怪陸離的光現(xiàn)象。知識拓展比較光在反射和折射過程中的異同點光的反射光的折射不同點光線在界面中的分布情況反射光線與入射光線在界面的同側折射光線與入射光線在界面的兩側角度的大小關系反射角等于對應的入射角折射角與入射角不一定相等光垂直入射時光線的方向反射光線與入射光線方向相反折射光線與入射光線方向相同相同點三線共面反射光線或折射光線與對應的入射光線、法線都在同一平面內與法線關系反射光線或折射光線與對應的入射光線分別位于法線兩側兩角關系反射角和折射角都隨對應的入射角的改變而改變，即同時變大或同時變小光路的可逆性 光路都是可逆的成像情況光在兩種介質分界面處發(fā)生反射和折射時都能成像，且都為虛像即學即練例3 如下圖所示,清澈見底的游泳池，水深看起來比實際的要淺，人站在水里腳好像變短了，這是_現(xiàn)象。解析 光從水中斜射入空氣中時，其傳播方向會發(fā)生變化；從空氣中看水中的物體，其位置相對于實際位置會發(fā)生偏移,這是由于光的折射造成的現(xiàn)象。答案 光的折射例4 小明涉水過灘時，看到水底的石頭是（ ）A.變淺了的石頭的實像 B.變淺了的石頭的虛像C.變深了的石頭的虛像 D.變深了的石頭的實像解析 由于光從水中進入空氣中時發(fā)生折射，使折射光線遠離法線，當折射光線進入人眼時，便會看到位置被抬高的虛像。如圖所示，水底的石頭位于A點，而人眼看到的是變淺的石頭的虛像A點。答案 B例5 射水魚向樹枝上的昆蟲射水，使昆蟲落人水中成為它的食物，那么它想要射到昆蟲，就應偏向所看到的昆蟲的_(填“下方”或“上方”)射水，如果岸上的人要用激光筆照射水魚，他如果對著看到的魚的下方照射，那么他一真_（“能”或“不能”)照亮魚。解析 空中昆蟲反射的光斜射入水中時，發(fā)生折射，折射光線進入魚的眼睛，魚看到的昆蟲是折射光線反向延長線相交形成的虛像，比昆蟲的實際位置高，所以魚看到的是變高了的昆蟲的虛像。所以，魚向樹枝上的昆蟲射水，就應偏向所看到的昆蟲的下方射；魚反射出的光線在水面處發(fā)生折射，折射光線進入眼睛，光的折射中光路是可逆的，從看到魚的位置正對魚照射，才能把魚照亮。如果用激光筆對著看到的魚的下方照射，他不能照亮魚。答案 下方 不能鞏固練習4 小璐同學在家中洗碗時發(fā)現(xiàn)筷子在水中會彎折，如圖是她畫的三幅筷子在水中彎折情景，圖_是正確的，這是屬于光的_現(xiàn)象。答案 乙 折射點撥 當光從水中射入空氣時，在水與空氣的交界面上發(fā)生折射，進入空氣中的折射光線向水面偏折，位置降低，而我們認為光是沿直線傳播的，我們看到的筷子位置在折射光線的反向延長線上，從而位置比實際位置偏高，看起來筷子向上彎折。鞏固練習5 著名景區(qū)九寨溝海子的水清澈透底，當你在水邊漫步時，經(jīng)常會看到“魚在云中游”的美景，你看到的魚是由于光的_形成的_像，你看到水中的云是由于光的_形成的_像。答案 折射 虛 反射 虛點撥 魚反射的光線由水中進入空氣時，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變淺了；而我們看到的魚，不是魚的實際位置，而是變淺的魚的虛像；當光遇到水面時會發(fā)生反射，此時水面相當于一平面鏡，白云就是通過水面成的虛像，出現(xiàn)在水面上的。規(guī)律方法1.光的折射與反射的區(qū)別發(fā)生光的反射時，光線始終是在同一介質中，只是傳播方向發(fā)生了改變，而發(fā)生光的折射時，光線要從一種介質進入另一種介質，所以識別反射和折射時關鍵要看光是在同種介質中還是在不同介質中傳播。2.光的折射中應注意的問題(1)光從一種介質進入另一種介質或光在不均勻介質中傳播時，通常會發(fā)生折射。(2)運用折射光路解題時要注意光是從其他介質進入空氣，還是從空氣進入其他介質。重點難點 活學活用重點探究1 光的折射規(guī)律名師指津可以簡單歸納為五句話:三線一面，法線居中，變化一致，空氣角大，光路可逆?！白兓恢隆笔侵府斎松浣窃龃髸r，折射角也增大；“空氣角大”是指發(fā)生折射時，空氣一側不管是入射角還是折射角，都比另一側的角要大。典例探究例1 一支木棒下端有一段鐵絲，將它放人水中，恰能豎直漂浮，如圖所示，若潛入水面下的人斜著看這根木棒，則它的水上部分和水下部分的長度變化分別為（ ）A.變長、不變 B.變短、不變 C.不變、變長 D.不變、變短解析 潛在水下的人斜著看這根木棒，由于光從空氣中斜射入水中時，折射角小于入射角，所以看到水上部分變長；光在同種介質中是沿直線傳播的，所以看到水下部分方向不變。答案 A變式訓練1 如圖所示，入射光線AO從空氣斜射到水面時,同時發(fā)生了反射和折射現(xiàn)象，反射光OB與折射光OC恰好成直角。由圖可知:入射角是_度，折射角是_度，若使入射角逐漸減小，那么折射角_(填“增大”“不變”或“減小”)。答案 50 40 減小點撥 過入射點0作出法線，如圖所示，由圖可知，反射光線與入射光線的夾角為100，則入射角AOM=100=50，那么反射光線BO與水面的夾角90一50= 40。已知反射光OB與折射光0C恰好成直角.即BOC=90，則折射光線與水面的夾角為90-40=50，則折射角CON=90-50=40。在光的折射現(xiàn)象中,折射角隨著入射角的減小而減小。因此若使入射角逐漸減小，那么折射角也減小。重點探究2光的折射現(xiàn)象名師指津1.折射所成的虛像只是人根據(jù)光沿直線傳播經(jīng)驗的一種判斷，實物的真實位置需要找準，這也就是漁人叉魚時應判斷魚的像比魚高且稍向后移。2.人在岸上看水中的物體或在水中看岸上的物體，虛像的位置均比實物高。典例探究例2小明同學學過光的折射現(xiàn)象后，用激光筆從玻璃缸的外側將光線斜向上射入久放的白糖水，發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象：白糖水中的光路不是直的，而是一條向下彎曲的曲線，如圖所示，關于對這個現(xiàn)象的解釋，他提出了以下猜想，其中能合理解釋該現(xiàn)象的是( )A.該光路是可逆的B.激光筆發(fā)出的光線不會沿直線傳播C.激光筆發(fā)出的各種顏色的光發(fā)生了色散D.白糖水的密度不是均勻的，越深密度越大解析 白糖水放置久了后，就變得不均勻了，越深密度越大，光線在里面?zhèn)鞑r就會發(fā)生折射，因而不沿直線傳播；激光筆發(fā)出的光是單色光，不能色散。答案 D變式訓練2 在研究光的折射時，小明知道了光從空氣斜射入水中時，折射角小于入射角；光從水斜射入空氣中時，折射角大于入射角，小明想:光在其他透明介質的分界面發(fā)生折射時有什么規(guī)律呢?即什么條件下折射角小于入射角，什么條件下折射角大于入射角?物質其中光速（m/s）水2.25108玻璃2.0108冰2.3108空氣3.0108酒精2.2108(1)針對小明提出的問題，仔細觀察上圖中的光路，對照表格中的數(shù)據(jù)進行分析，你能得出什么結論?(2