4.4光的折射-2021-2022學(xué)年八年級(jí)物理上冊(cè)舉一反三（人教版）

4.4光的折射（解析版）本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象；2.理解光的折射定律；3.會(huì)利用光的折射解釋生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象；4.理解光的折射實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。要點(diǎn)一光的折射現(xiàn)象及應(yīng)用1.光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。2.基本概念概念定義圖示入射光線照射到兩種介質(zhì)分界面的光線AO折射光線光進(jìn)入另一種介質(zhì)被折射后的光線OB法線垂直于兩介質(zhì)分界面的直線MN入射角入射光線與法線的夾角i折射角折射光線與法線的夾角θ3.生活中光的折射現(xiàn)象：（1）筷子“彎折”；（2）池水變淺；（3）海市蜃樓。要點(diǎn)詮釋：（1）光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在兩種不同的介質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。如下圖：（2）在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射。（3）光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，它的傳播方向不會(huì)發(fā)生改變。（4）在生活中，我們常見(jiàn)的折射現(xiàn)象很多，如：看清澈的池水，池水水底變淺；在岸上看到的魚(yú)接近于水面；透過(guò)玻璃磚看物體發(fā)生了錯(cuò)位；水杯中的筷子好像彎折了；“海市蜃樓”現(xiàn)象等等都是光的折射現(xiàn)象?！纠恳皇饩€斜射到兩種透明介質(zhì)的界面上，光線與界面的夾角為20°，反射光線與折射光線恰好垂直，則入射角和折射角分別是（）。A．20°70°B．20°20°C．70°20°D．70°70°【答案】C。【解析】光線與界面的夾角為20°，所以入射角為70°，根據(jù)光的反射定律，反射角等于入射角等于70°，反射光線與界面的夾角為90°70°=20°；又反射光線與折射光線恰好垂直，所以折射光線與界面的夾角為90°20°=70°，則折射角為90°70°=20°；故選C。【考點(diǎn)分析】此題考查了入射角、折射角、反射角的關(guān)系，關(guān)鍵是掌握光的反射定律、光的折射規(guī)律的內(nèi)容，掌握入射角、折射角、反射角的概念。【變式1】如圖是小明和爺爺一起坐船在河中插魚(yú)的情景，小明站在船上看到河水中的魚(yú)比魚(yú)的實(shí)際位置要（選填“深”或“淺”）些，這是由于光從中射向時(shí)發(fā)生折射的緣故?！敬鸢浮繙\；水；空氣?！窘馕觥吭诎渡峡此械聂~(yú)，看到的魚(yú)的位置比實(shí)際位置淺，這是由于光從水中進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上發(fā)生折射光造成的；故答案為：淺；水；空氣。【點(diǎn)睛】從魚(yú)發(fā)出的光線由水中進(jìn)入空氣時(shí)，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去，就會(huì)覺(jué)得魚(yú)變淺了?！究键c(diǎn)分析】本題考查了水中的魚(yú)看起來(lái)變淺的原因是由于光的折射造成的?！咀兪?】某校新建成一個(gè)噴水池，在池底的中央安裝一只射燈。池內(nèi)無(wú)水時(shí)，射燈發(fā)出的一束光照在池壁上，在S點(diǎn)形成一個(gè)亮斑，如圖所示?，F(xiàn)往池內(nèi)注水，水面升至a位置時(shí)，站在池旁的人看到亮斑的位置在P點(diǎn)；如果水面升至b位置時(shí)，人看到亮斑的位置在Q點(diǎn)，則（）A．P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方B．P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方C．P點(diǎn)在S點(diǎn)的上方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方D．P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的下方【答案】A?！窘馕觥浚?）往池內(nèi)注水，水面升至a位置時(shí)，發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，P點(diǎn)如下圖所示：（2）水面上升至b位置時(shí)，光線先在水池壁反射，再折射出水面，根據(jù)反射定律和折射定律，Q點(diǎn)如下圖所示：通過(guò)畫(huà)圖可知：P點(diǎn)在S點(diǎn)的下方，Q點(diǎn)在S點(diǎn)的上方。【考點(diǎn)分析】題目重點(diǎn)考查的是作反射光線和折射光線，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解決此題的關(guān)鍵。水面升至a位置時(shí)，光從水斜射入空氣中時(shí)，入射光線、折射光線以及法線在同一平面內(nèi)，折射角大于入射角，確定折射光線的方向；水面上升至b位置時(shí)，光線先在水池側(cè)壁發(fā)生反射，反射角等于入射角，反射光線再?gòu)乃行鄙淙肟諝饫锇l(fā)生折射，折射角大于入射角?！咀兪?】下面哪一幅圖正確地表示了光從空氣進(jìn)入玻璃中的光路（）。【答案】C?！窘馕觥緼、光從空氣斜射入玻璃中，折射角應(yīng)小于入射角，而圖中折射角卻大于入射角，故本選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、折射光線與入射光線在法線的同側(cè)了，所以畫(huà)法錯(cuò)誤，不符合題意；C、光從空氣斜射入玻璃中，折射角小于入射角．故本選項(xiàng)正確．符合題意；D、光從空氣斜射入玻璃，光的傳播方向沒(méi)有變，故本選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；故選C?！究键c(diǎn)分析】題目考查了光的折射規(guī)律，解答這類題目要注意，光是從空氣斜射入其它介質(zhì)，還是從其它介質(zhì)斜射入空氣。在空氣中的角總是大的。要點(diǎn)二光的折射定律1.光的折射規(guī)律：（1）折射光線與入射光線、法線在同一平面上；（三線一面）（2）折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；（兩線分居）（3）光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角（折射光線向法線偏折）；光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角；（4）入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；2.在光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的。要點(diǎn)詮釋：（1）兩角關(guān)系：1）入射光線垂直界面入射時(shí)，折射角等于入射角等于0°；2）光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；3）光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角；4）注意無(wú)論是折射角還是入射角，在空氣中的角總是較大的。（2）光斜射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，光的傳播方向發(fā)生了偏折；但是光垂直照射到兩種介質(zhì)的交界面時(shí)，入射角為零度，折射角為零度，光還是沿直線傳播?！纠垦芯抗膺M(jìn)入玻璃和從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)的傳播規(guī)律。選用如圖的圓盤(pán)形量角器作光屏，半圓形玻璃磚及激光器等器材。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將半圓形玻璃磚放在標(biāo)有角度的圓盤(pán)上，使二者的圓心重合；②如圖甲，將一束激光從A射向圓心O，激光在O處發(fā)生折射，射向B；讀出入射角和折射角的大小，入射角大小為度，折射角大小為度；③減小入射角再次實(shí)驗(yàn)，如圖乙，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以得出的結(jié)論是，采用半圓形玻璃磚來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的一明顯的好處是；④根據(jù)光路可逆原理，如果讓光從半圓表面斜射入玻璃中，可能發(fā)生的情況是，此時(shí)一組可能的任意的入射角和折射角是：度；度。【答案】折射角大于入射角或完全被反射回來(lái)；30度；45度。【解析】②入射角為AO與OO法線的夾角，此夾角為：45度；折射角為BO與OO法線的夾角，此夾角為：30度；故答案為：45度，30度。③由圖可知，當(dāng)光線垂直于界面入射時(shí)，折射方向不變，故答案為：當(dāng)光線垂直于界面入射時(shí)不發(fā)生折射；因半圓形的玻璃磚截面是水平的，便于測(cè)量角度的大??；故答案為：便于測(cè)量角度的大小。④因當(dāng)光從水中或其它介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。故答案為：折射角大于入射角或完全被反射回來(lái)；30度；45度?！究偨Y(jié)升華】總結(jié)光的折射規(guī)律的能力。光從空氣斜射入其它介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律，折射角小于入射角，并且折射角隨入射角的增大而增大?！咀兪?】下列關(guān)于光的折射的說(shuō)法中正確的是（）。A．光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向一定改變；B．折射角就是折射光線與鏡面的夾角；C．發(fā)生光的折射時(shí)，折射角總是大于入射角；D．入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大【答案】D?！窘馕觥緼、垂直入射時(shí)傳播方向不變，故A錯(cuò)誤；B、折射角是折射光線與法線的夾角，故B錯(cuò)誤；C、光由空氣斜射入其他介質(zhì)時(shí)折射角小于入射角，由其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角，故C錯(cuò)誤；D、入射角增大，折射角也增大，故D正確?！军c(diǎn)睛】（1）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中是傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化；（2）反射角、折射角、入射角，都是光線與法線的夾角；（3）發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，在光速較大的介質(zhì)中的角大；（4）折射角隨入射角的增大而增大?！究键c(diǎn)分析】（1）光線傳播方向發(fā)生改變要注意：斜射入、一般會(huì)改變；（2）折射角隨入射角的增大而增大，但折射角不是一定大于入射角?！咀兪?】下列光現(xiàn)象與海市蜃樓形成原理相同的是（）。A．潛望鏡；B．瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方才能叉到色；C．手影 ；D．有趣的倒影【答案】B?！窘馕觥亢Ｊ序讟鞘怯晒庠诓痪鶆虻拇髿庵袀鞑r(shí)，發(fā)生折射形成的；A、潛望鏡利用的是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B、水中魚(yú)的位置看起來(lái)比實(shí)際位置高屬于光的折射現(xiàn)象，所以瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方才能叉到魚(yú)，故B正確；C、手影的成因是光的直線傳播，故C錯(cuò)誤；D、水中的倒影是因?yàn)槠届o的水面就像一面鏡子，是平面鏡成像，屬于一種光的反射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選：B?！咀兪?】站在岸上的人看到平靜的水面下有一靜止的物體，如圖，如他想用一束強(qiáng)光照亮物體，則應(yīng)瞄準(zhǔn)（）。A．看到的物體B．看到的物體的下方C．看到的物體的上方D．看到的物體的前方【答案】A?！窘馕觥课覀兛吹剿械奈矬w，是物體的光經(jīng)水面折射以后進(jìn)入我們眼睛形成的，如果一束光照到此物體，根據(jù)光的傳播路徑的可逆性，只要逆著光傳播的方向照射就可以找到物體上?！究键c(diǎn)分析】題目考查了光的折射中光路的可逆性?！纠咳鐖D所示，光源S發(fā)出的一條光線射向水中，在水面發(fā)生折射后，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。請(qǐng)你在圖中大致作出入射光線和折射光線?！窘馕觥窟B接SP交水面于點(diǎn)A，從點(diǎn)P向水面引垂線，交水面于點(diǎn)B，在A、B兩點(diǎn)間取一點(diǎn)O；過(guò)O點(diǎn)垂直水面作出法線，連接SO畫(huà)出入射光線，連接OP畫(huà)出折射光線，如圖所示：【考點(diǎn)分析】題目考查了光的折射規(guī)律，折射光線、入射光線、法線在同一個(gè)平面內(nèi)，折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)，當(dāng)光由空氣斜射進(jìn)入水中或其它透明介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角；當(dāng)光由水中或其它透明介質(zhì)斜射進(jìn)入空氣中時(shí)，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角。【變式1】光從空氣斜射向玻璃，發(fā)生反射和折射。請(qǐng)完成光路。并標(biāo)出反射角的度數(shù)?！窘馕觥坑蓤D可知，入射角為40°，在光的反射中，反射角等于入射角，故反射角也為40°；根據(jù)反射角等于入射角，在法線左側(cè)的空氣中作出反射光線；反射角為反射光線與法線的夾角，大小為40°；光從空氣斜射入其它介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角，在法線左側(cè)的空氣中作出折射光線。如圖所示：．【變式2】如圖所示，一束光線從水中斜射向空氣，請(qǐng)畫(huà)出折射光線