2013-2014学年八年级物理上册-第四章-光现象-第4节-光的折射讲解与例题-(新版)新人教版(共7页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第4节光的折射1知道什么是光的折射，了解生活中的折射现象；2掌握光的折射定律，知道光的折射和反射的区别与联系；3经历探究光的折射规律的过程，会用作图法辅助分析折射定律；4会用光的折射定律解释生活中的折射现象；5知道光的折射过程中光路是可逆的。1光的折射（1）光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。光在同一种均匀介质中是沿着直线传播的，如果光从一种介质射向另一种介质时，还会沿着直线传播吗？暗室中用激光手电将一束光斜射入水中，我们会发现这束光在空气和水的界面上发生了弯折，如图所示，这就是光的折射。（2）折射现象鱼儿在清澈的水里面游

2、动，可以看得很清楚。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只要瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。光线被鱼反射后从水中进入空气发生折射，我们总是依照光线射来的方向去推断光源的位置，因此看到水里的东西比实际位置变浅了。飘渺不定的海市蜃楼、放入杯子中的铅笔看上去变弯了等，都是由于光的折射形成的现象。【例1】下列现象中属于光的折射现象的是（）。A斜插入水中的筷子在水下部分看起来向上弯折了B平静的水面映出岸上树木的倒影C茂密的森林的地面上有圆形的光斑D人在穿衣镜前能看到自己在镜子里的像解析：A中在水下部分的筷子“射出”的光线从水中斜射向空气中发生了光的折射现象，折射光线远离法线，逆着折射

3、光线看去，筷子插入水中的部分好像向上弯折了，这种现象属于光的折射现象。B中树木射向水面被水面反射后形成了树木在水中的虚像即树木的倒影，它属于光的反射现象。C中，太阳射出的光线经过森林枝叶间的小孔沿直线传播后形成的太阳的实像，即小孔成像，它属于光的直线传播现象。D中，平面镜成像属于光的反射现象，因而正确的选项应为A。答案：A2光的折射定律（1）与折射有关的几个概念折射中的“一点三线两角”（如图）：一点：入射点O，也叫折射点；三线：入射光线AO，折射光线OB，法线ON；两角：入射角1（入射光线与法线的夹角），折射角2（折射光线与法线的夹角）。（1）当光从一种透明介质射入另一种透明介质里时，在两种物

4、质的分界面上，光线的传播方向要发生改变。其中一部分光线发生反射，同时还有一部分光进入另一种介质里而发生折射。（2）折射是光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时，在分界面处发生的。因为光是在两种介质中传播的，所以传播的速度各不相同。（3）入射光线和折射光线都有方向，所以要注意字母表示的顺序，如入射光线AO，而不能说成OA。（2）光的折射定律光在折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。当光从空气斜射入水或玻璃等透明物质中时，折射角小于入射角；当光从玻璃或水等透明物质斜射

5、入空气中时，折射角大于入射角。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不改变。（3）折射时光路是可逆的折射光路是可逆的，折射现象中，光线的方向颠倒时，光传播的路径是不变的（沿原路返回）。如图所示。（1）光的折射定律的内容可简记为“三线共面、两线分居、法线居中、两角不等”；（2）叙述定律时，要注意因果关系，入射角决定折射角，因此应把“折射”叙述在前面，把折射和入射进行比较。【例2】如图所示，当光从空气斜射到一块玻璃表面时，以下可以较全面反映光传播路径的是（）。解析：光斜射到玻璃表面时，玻璃表面相当于一平面镜，在镜面处要发生反射，反射角等于入射角，同时有部分光线折射进入玻璃内部，由于光是从空

6、气斜射入玻璃，故折射角小于入射角，故C正确。答案：C3生活中的折射现象（1）“水中筷子弯折”的光学原理如图所示。人看到水中的筷子，实际上是筷子通过折射而成的虚像。（2）鱼儿在清澈的水里游动，可如果我们沿着看到鱼的方向去叉鱼，却根本叉不到。这就是由于光的折射造成的，实际上我们看到的“池底”和水中的“鱼”并非实物，而是物体经折射后形成的虚像。光学原理如图所示。我们从空气中看水中的物体，看到的是变高了的物体虚像。同样，由于光在折射时，光路是可逆的。从水中看岸上的物体，看到的也不是实际的物体，而是物体的虚像。【例3】如图所示，水面上方有一发光点A1，水中另有一发光点A2。人在空气中看到A2在水中的位置

7、就是A1在水中的像的位置。画出：（1）A1发出的光经水面反射进入人眼的光路图；（2）A2发出的光进入人眼的光路图。解析：根据平面镜成像的特点作出A1在水面所成的像A1，然后连接A1和眼睛与水面的交点就是入射点，然后将A1、眼睛分别与入射点连接，得到入射光线和反射光线。再将A2与入射点连接，得出从A2发出的入射光线。答案：如下图所示。4光的反射和折射的异同点比较光的反射光的折射相同点当光传播到两种透明介质的交界面时，一般要同时发生反射和折射；反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上；反射光线、折射光线和对应的入射光线分居法线两侧，反射光线与折射光线位于法线同侧；反射角和折射角都随对

8、应的入射角的增大而增大，随它的减小而减小；光在反射和折射时光路都是可逆的。不同点反射光线与对应的入射光线在同种介质中；反射角始终等于入射角；反射是在物体的表面上发生。折射光线与对应的入射光线在不同介质中；而折射角与对应的入射角一般不相等，其大小跟光从空气射入其他介质，还是从其他介质射入空气有关，只有当光垂直界面入射时，折射角和入射角才相等，都等于零度；折射只有在透明的介质中发生。【例41】将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。解析：光从空气垂直射向水面，进入水中时传播方向保持不变；光在水中传播射向平面镜时，发生反射，遵守

9、反射定律；经水中平面镜反射后的反射光从水中斜射入空气，在水和空气的界面上发生折射，折射角大于入射角。法线用虚线画出；入射光、折射光、反射光用实线画出，加箭头表示光的传播方向。答案：如图所示作图时，折射光路以折射规律为依据；反射光路用反射定律来画出，注意用线的虚实要符合规则。法线用虚线，反向延长线用虚线。【例42】一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射，如图所示，请在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向，并判断入射角、反射角、折射角大小及玻璃在界面的哪一方？解析：首先要确定法线的位置。可能是法线的有两条直线（AB或CD）。究竟哪一条直线为法线，用光的反射定律来判断。根据反射角等

10、于入射角可知，反射光线、入射光线关于法线是对称的，从图中可看出，EO和OF关于CD对称，与CD夹角都为30。因此CD为法线，则AB为界面，EO和OF其中一条为入射光线，另一条为反射光线。其次通过折射光线确定入射光线，在界面AB另一侧OG肯定为折射光线，根据光的折射实验可知，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，可知EO为入射光线，那么OF为反射光线。最后通过折射角和入射角大小关系，根据光的折射规律确定介质的位置。由图可知，入射角为COE=30，折射角为DOG=70，由于折射角大于入射角，光线应是从玻璃斜射到空气中，因此玻璃应在界面AB的左侧，界面右侧为空气。答案：光路如解析图所示。入射角为30，

11、反射角为30，折射角为70，玻璃在界面AB的左侧。5探究光的折射定律提出问题：光在折射时，折射光线沿什么方向射出？它有什么规律？猜想与假设：光在折射中，折射光线可能远离原来的入射光线的方向射出。制定计划与设计实验：（1）观察光从空气进入水中的折射情况；（2）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况；（3）换用玻璃砖，让光从空气中进入玻璃砖，重复上述实验；（4）让光从水中进入空气，重复实验，观察现象。实验器材：光源（激光电筒）、水槽、一个可折叠的光屏、一块玻璃砖。实验过程：（1）如图所示，让光从空气进入水中，观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。（2）比较折射角与入射角的大小。（3）改变入射

12、角的大小，观察折射角的变化情况。（4）换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次。（5）让光从水中斜射到空气中，观察入射角和折射角的变化。实验记录：（1）光从空气射入水中，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。（2）折射角小于入射角。（3）改变入射角的大小，折射角也随之改变。（4）换用玻璃砖，情况也类似。（5）光从水中斜射到空气中，折射角大于入射角。交流论证：可得出光的折射定律：光在折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；折射角随入射角的改变而改变，入射角增大时，折射角也增大；入射角减小时，折射角也减小。1当光从空气斜

13、射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，或者说折射角小于入射角。2当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，或者说折射角大于入射角。3折射角随着入射角的增大而增大，但是不成正比例关系。【例51】小宇利用下图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射定律”。（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是：_；实验中，_（选填“能”或“不能”）看见反射光线。（2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角_（选填“大于”、“小于”或“等于”）入射角。增大入射角观察到折射角在_（选填“增大”或“减小”）。若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角到一定

14、值时，_。解析：为能清晰地观察到光在水中传播的路径，可在水中加入几滴牛奶或肥皂水，这些物质能够反射光而使人看清光在水中的传播路径；光在传播到两种透明介质的分界面上时，一般会同时发生折射和反射现象，故实验过程中既能看到折射光线，也能看到反射光线；由光的折射定律可知：当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角；且折射角随入射角的增大而增大；但折射角比入射角变化的快，入射角增大到一定程度时，折射角无限接近90，当入射角再增大时，光线就会被全部反射（这种现象称为全反射，同学们将在高中学习到）。答案：（1）在水中滴几滴牛奶（或肥皂水）能（2）大于增大入射光线会发生全部反射现象，这时没有折射光线【例52】

15、如图甲所示，直线AB是光滑木板与棉布的分界线（木板与棉布处在同一水平面上），然后使一个小线轴（如缝纫机上的线轴）沿着与直线AB成一角度的方向PO匀速滚动，可以看到，线轴在棉布上滚动的方向发生了改变。如图乙所示，一束光从空气斜射入玻璃中时传播方向也发生了改变。（1）由图甲可知，当线轴的E轮刚接触到棉布时，其速度的大小将_（填“变小”“不变”或“变大”），此时F轮速度的大小将_（填“变小”“不变”或“变大”）。（2）从图甲、图乙两种类似现象可知，光由空气斜射入玻璃时发生折射现象的原因可能是_。（3）在你学习物理知识的过程中是否运用过本题的探究方法？请列举一例说明。答：_。解析：由于线轴的E轮离木板近，F轮离木板远，所以E轮先运动到木板和棉布的分界线上，速度减慢，但F轮仍会按原来的速度向前运动，于是线轴在棉布上的滚动方向发生了变化，这是因为线轴在木板上和在棉布上的速度不同而造成的。光在不同的介质中传播时的速度不相同，当光以一定角度斜射到两种介质的界面时，光线折射的程度与光在这两种介质中的速度有密切的关系，两者相差越大，光的折射程度就越大。这里将光的折射与线轴在不同物质的分界面进行类比，寻找出相似的地方。答案：（1）变小不变（2）传播速度发生了变化（3）在学习声现象时，用水波类比声波专心-专注-专业