【八年級上冊物理】第4.4課時 光的折射（解析版）

第4.4課時光的折射1．光的折射定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時__傳播方向__發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射．光的折射規(guī)律：(1)折射光線、入射光線和法線在__同一平面內(nèi)__；(2)折射光線和入射光線分居在__法線__的兩側(cè)；(3)當光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時，折射角__小于__入射角．當光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角__大于__入射角．光路的可逆性：在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．注意：光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時，光的傳播方向不改變，此時，入射角為0°，折射角為0°，這是折射現(xiàn)象的一種特殊情況．如圖所示．2．生活中的折射現(xiàn)象現(xiàn)象：(1)池水看起來比實際的__淺__；(2)筷子在水中的“__折斷__”現(xiàn)象；(3)海市蜃樓；(4)有經(jīng)驗的漁民都知道，只有瞄準魚的__下方__才能叉到魚．考點一光的反射與折射的比較相同點①在分界面處傳播方向都發(fā)生改變．②反射光線、折射光線與對應(yīng)的入射光線都在法線的兩側(cè)．③三線共面．④反射角、折射角都隨對應(yīng)的入射角變化而變化．⑤光在兩種介質(zhì)分界面處發(fā)生反射和折射時都能成像．⑥光路可逆不同點①反射光線與入射光線在界面的同側(cè)，折射光線與入射光線卻在界面的兩側(cè)．②反射角等于入射角，折射角與入射角大小不（一定）相等．③光垂直射入兩種介質(zhì)界面時，反射光線方向改變，光返回原來的介質(zhì)中．折射光線卻進入另一種介質(zhì)，方向不變．④反射時物像在界面的兩側(cè)．折射時物像在界面的兩側(cè)或同側(cè)．⑤反射時物像大小相同，折射時物像大小不同．⑥光發(fā)生反射時不一定發(fā)生折射，但光反生折射同時（一般都）發(fā)生反射【例1】如圖所示，一束光從介質(zhì)甲射向介質(zhì)乙，兩種介質(zhì)中有一種是空氣，另一種是玻璃，MN是其分界面。則圖中的折射角和甲介質(zhì)的種類分別是（）A．50°，空氣 B．50°，玻璃 C．60°，空氣 D．60°，玻璃【解析】已知MN是界面，過入射點O垂直于界面作出法線EF，如下圖所示：由圖知，∠AOM＝∠BON＝40°，則∠AOF＝∠BOF＝90°﹣40°＝50°，根據(jù)“反射角等于入射角、折射光線和入射光線分別位于法線EF的兩側(cè)”可知，BO是入射光線，OA為反射光線，OC為折射光線，折射光線CO與法線EF的夾角為折射角，則折射角∠COF＝90°﹣30°＝60°；由圖可知，折射角∠COE大于入射角∠BOF，由光的折射規(guī)律可知，光是從玻璃斜射入空氣，則介質(zhì)甲是玻璃。故選：D?！咀兪?】有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射一束激光，在容器底部都產(chǎn)生一個光斑O如圖所示，下列操作使光斑向左移動的是（）A．保持水面高度不變使激光筆向右平移 B．保持激光射入角度不變使水面上升 C．保持激光射入角度不變使水面下降 D．保持水面高度和入射點不變使激光入射角增大【解析】A、保持水面高度不變使激光筆向右平移，光斑右移，故A錯誤；B、保持激光射入角度不變，使水面上升，由下圖可知，入射點向左移動，則光斑向左移動；故B正確；C、保持激光射入角度不變，使水面下降，由下圖可知，入射點向右移動，則光斑向右移動；故C錯誤；D、保持水面高度和入射點不變，使激光入射角增大，折射角變大，光斑右移，故D錯誤。故選：B?！咀兪?】太陽光穿過地球大氣層時會發(fā)生折射，如果沒有這層大氣，會出現(xiàn)（）A．日出會提前，日落會延遲 B．日出和日落都會提前 C．日出會延遲，日落會提前 D．日出和日落都會延遲【解析】由于大氣層的存在太陽光會發(fā)生折射，我們會看到地平線以下的太陽，則有大氣層時，我們會早看到日出，晚看到日落；如果沒有這層大氣，則會晚看到日出，早看到日落，故C正確，ABD錯誤。故選：C。考點二生活中的折射現(xiàn)象現(xiàn)象分析池底（或水中物體）的光線由水中斜射入空氣中時，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，就會覺得池底變淺了（或變高了、變短、彎折了）水上的物體反射的光從空氣進入水中，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線靠近法線，向下偏折，所以潛水員看到的樹的位置比實際位置偏高兩次折射后，入射光線與第二次折射光線平行，于是鋼筆“錯位”了海市蜃樓是一種光學(xué)幻景，是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像易錯提示：從一種介質(zhì)看另一種介質(zhì)中的物體，所看到的都不是物體本身，而是由于折射而形成的物體的虛像．【例2】十一期間，小明在臨沂極地海洋世界觀看了精彩的“美人魚”表演，看到的“美人魚”是（）A．光的反射形成的實像 B．光的反射形成的虛像 C．光的折射形成的實像 D．光的折射形成的虛像【解析】看到水中的美人魚是由于魚反射的光線從水中通過空氣進入人的眼睛的，因此是光的折射現(xiàn)象形成的，并且像為虛像，故ABC錯誤，D正確。故選：D?！咀兪?】小明同學(xué)在湖邊漫步，當他走到岸邊的A處時，看到湖中B點處有一條魚在游動，如圖所示。請你在如圖中大致畫出小明看到魚時的光路圖?！窘馕觥窟B接眼睛A和魚的像B，與分界面有一個交點O，即為折射點，過折射點做法線，根據(jù)光從水斜射入空氣中，折射角大于入射角畫出入射光線的位置，再根據(jù)于在B的下方，確定魚的位置，如圖所示：【變式4】如圖所示，在碗底放一枚硬幣，把碗移到眼睛剛好看不到硬幣的地方，保持眼睛和碗的位置不變，請一位同學(xué)向碗里緩慢加水后，又能看到硬幣，其實看到的是硬幣的像（填“實”或“虛”），產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，試畫出加水后眼睛看到硬幣的光路圖?！窘馕觥慨斔沟揭欢ǜ叨群?，看到了硬幣。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于從硬幣發(fā)出的漫反射光經(jīng)水面折射，折射光線遠離法線向下偏折，當光線射入人眼，人憑光直線傳播的感覺，認為硬幣在折射光線的反向延長線上，其實人看到的是硬幣的虛像。如圖所示：故答案為：虛；光的折射；見解答圖。1．將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從俯視圖中的P點沿水平方向看到的應(yīng)該是如圖所示哪個圖中的情形（）A．B．C．D．【解析】圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，ABP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁B射向觀察者P處的一條光線。ON為過B點沿半徑方向的直線，即在B處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當于在B處由水中射入空氣中，圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和折射角，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，應(yīng)有r＞i．所以觀察者在P處看到的筷子A的像A′的位置不是在A的實際位置，而是由其實際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠攏一些，據(jù)此可知。以筷子豎直插入玻璃杯中時，其側(cè)視圖應(yīng)該是圖中的C圖才與實際情況相符。同時，玻璃杯此時相當于一個凸透鏡，對筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實際粗些。故選：C。2．下列實例中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）A．陽光穿透茂密的樹葉間隙，在地面形成圓形光斑 B．人在路燈下行走，地面上會出現(xiàn)人的影子 C．斜插在水中的筷子“變彎”了 D．湖邊垂柳在湖面形成美麗的倒影【解析】A、陽光透過密密的樹葉在地面上形成一個個圓形的“光斑”，這就是小孔成像，是太陽所成的像，是光在同種、均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播產(chǎn)生的現(xiàn)象，故A錯誤；B、人的影子是光沿直線傳播形成的，故B錯誤；C、根據(jù)光的折射，當光從空氣斜射入水中或者其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏折，出現(xiàn)了斜插在水中的吸管“變彎”了，同斜插在水中的筷子“變彎”了原理是一樣的，故C正確。D、湖邊的垂柳在湖面上形成美麗的“倒影”是由于光的反射現(xiàn)象形成的水面成像現(xiàn)象，故D錯誤。故選：C。3．一束光線從空氣中斜射向水面時，則（）A．只發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角小于入射角 B．只發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角大于入射角 C．同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，折射角小于入射角 D．同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，折射角大于入射角【解析】光從空氣中斜射向水面，即有反射現(xiàn)產(chǎn)生，也有折射現(xiàn)象產(chǎn)生，反射時，反射角等于入射角，折射時，折射角小于入射角角。故選：C。4．在均勻木條一端纏上一小段鐵絲后，放在一個裝有水的大玻璃缸內(nèi)，恰能豎直漂在水面，其中露出水面部分長度為l1，浸沒在水中的部分長度為l2，那么從水面上斜著看下去（）A．l1看起來變短了些，l2不變 B．l1和l2看起來都不變 C．l1和l2看起來都變短了許多 D．l1長度不變，l2看起來變短【解析】水上部分木條上射出的光線沿直線射入人眼，如果距離不太遠，應(yīng)該看起來長度不會變化；水下部分就不同了，木條上射出的光線要經(jīng)水和空氣的界面折射后才能進入人眼，在折射時，由于折射光線遠離法線，或使人覺得l2變短，選項ABC都不對，正確選項為D。故選：D。5．如圖所示，用一激光射至空水槽的O點，向水槽內(nèi)注入一些水，則可以看到水槽底部的光斑（）A．向左邊移動 B．向右邊移動 C．不移動 D．無法判斷【解析】光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角；當兩者比較可知剛開始向水槽內(nèi)注水，即水位低、水位升高時的光的折射的光路圖分別如B、A圖所示：兩者比較可知在注水的過程中光斑向左移動。故選：A。6．如圖，A是水中的一個發(fā)光點，從A發(fā)出一條光線經(jīng)平面鏡反射后，反射光線通過B點，并在水面處發(fā)生折射。請畫出入射光線、反射光線和折射光線的大致方向?！窘馕觥浚?）作出發(fā)光點A關(guān)于平面鏡的對稱點，即為像點A′，連接A′B點交平面鏡于點O，沿OB畫出反射光線，連接AO畫出入射光線，如圖所示；（2）OB又斜射到空氣和水的界面時，根據(jù)光的折射定律：折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，從水斜射入空氣中，折射角大于入射角。作圖如下：7．一束光從空氣射入水中，用箭頭標出光前進的方向，注明入射光線和折射光線。【解析】因為空氣中有兩條光線，因此空氣中的兩條光線分別為入射光線和反射光線，則水中的光線一定為折射光線，根據(jù)折射光線可以確定空氣中左邊的光線為入射光線，右邊光線為反射光線。如圖所示：8．小明做了如下實驗：照如圖那樣，讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上，可以看到一部分光線從玻璃磚的直邊上折射到空氣中，另一部分光線反射射入玻璃磚內(nèi)。在實驗中，發(fā)現(xiàn)折射角比入射角大，而且逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越，而且光強越來越弱，反射光強越來越強。當入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，光線就消失了，只剩下光線。小明同學(xué)繼續(xù)對這個問題進行研究，他讓光從半圓形玻璃磚直邊上射入玻璃磚，則由于折射角小于入射角，就找不到前面實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象。他把這個發(fā)現(xiàn)請教了物理老師，老師告訴他們這種現(xiàn)象叫做全反射。折射角變成了90°時的入射角，叫做臨界角。他又用水進行了實驗，讓光從水中射向水面、再讓光從水面入射到水中，得到了同樣的結(jié)論。根據(jù)上面小明的探究和已學(xué)過的知識，請總結(jié)一下發(fā)生全反射的條件是：①，②?！窘馕觥浚?）當光從玻璃中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，所以當逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越遠；當入射角增大到某一角度，使折射角達到