34探究光的折射定律

1、3.4探究光的折射定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 舉例說明并解釋有關(guān)光的折射現(xiàn)象2. 嘗試探究光的折射規(guī)律.3. 會根據(jù)光的折射規(guī)律判斷折射光線的大致方向，認(rèn)識到光在發(fā)生折射時光路可逆 一、情景引入清澈見底、看起來不過齊腰深的池水，不會游泳的小明，一跳下去就淹過了脖子，下水的他就驚慌失措，幸好有同學(xué)相救，才脫離危險。為什么小明在岸上看池水會比實際的淺呢？真的眼睛騙了自己？二、教材研究問題1 光真的會折射嗎？觀察課文中圖 3 37把一束光從空氣斜射入水面時，一部分光發(fā)生了反射返回到空氣中，而另一部分光則進(jìn)入水中傳播，且傳播方向 （填“有”或“沒有”）改變。這種光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象

2、，叫做光的 。光的折射現(xiàn)象在我們生活當(dāng)中會見到很多，例如：插入水中的筷子向彎折；清轍的河水感覺到變；初升的太陽；海市蜃景等。你知道的還有哪些是折射現(xiàn)象？ 。認(rèn)識光的折射當(dāng)中的幾個概念，如圖所示。兩種介質(zhì)的界面 MM、法線、入射光線 、折射光線、入射角、折射角。問題2光的折射有什么規(guī)律？實驗器材：激光棒、白紙、三角板、鉛筆、玻璃磚或有機(jī)玻璃塊實驗步驟：O1用鉛筆在白紙上畫出兩條互相垂直的線MM和NN,如下圖1所示。把玻璃磚的一邊壓在 MM線上，把上方看作是空氣，下方是玻璃磚。如圖2所示。O用激光束從 o點緊貼白紙斜射入玻璃磚，觀察光射入玻璃磚的情況，并用鉛筆把入射光線和折射光線的位置作記號 A和

3、C。如圖3所示。0移去玻璃磚，描出線 AO和OC并標(biāo)出光線的傳播的方向，如圖4所示。重復(fù)實驗步驟03，增大（或減?。┤肷浣堑拇笮?，觀察折射光線的變化，并作出記號。如圖5所示。0重復(fù)實驗步驟O1，讓激光束從玻璃磚射入空氣，沿 co方向入射，觀察出射光線的位置。并作出光 路圖。如圖6所示。O重復(fù)實驗步驟O1，讓激光束沿NO方向入射，觀察折射情況，并作出光路圖。如圖7所示。圖1圖2圖3圖4圖5圖6圖7分析論證:從圖4中可以得到：；從圖4和圖5中可以得到：從圖6中可以得到：；從圖4和圖6中可以得到：；從圖7中可以得到：；得出結(jié)論:光的折射規(guī)律：（三線關(guān)系）折射光線、入射光線和法線位于;折射光線、入射光

4、線分居法線。（兩角關(guān)系）當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃其它透明介質(zhì)時，折射角入射角；當(dāng)光從水或玻璃其它透明介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角 入射角。在折射時，折射角隨著入射角的增大而，隨著入射角的減小而 。當(dāng)光垂直入射時，傳播方向不改變。注：光在折射時，光路也是可逆的。通過以上的學(xué)習(xí)，你能否作出水中點A發(fā)出的兩條光線進(jìn)入空氣中傳播的大致情況。如果點A是插入水中的筷子上的一點，你就可以理解筷子為什么能夠向上彎折了。問題3生活中和自然中有哪些折射現(xiàn)象呢？池塘水的深度感覺變淺了：是由于河底反射的光經(jīng)水斜射入空氣中時，折射光線向偏折，使得折射角入射角。人們沿著光線的反向延長線看去，感到河床被抬高了。與此相類似的插

5、入水中的筷子向上彎折也是這個道理?？此械聂~，由于光的折射我們看到的并不是實際的魚，而是魚的虛像。并且像的位置在實際魚的斜上方。因此有經(jīng)驗的漁民叉魚時， 要叉向魚的。相反魚看岸上的人， 也是變_了的虛像（填高或低）。海市蜃景則是由于空氣各層的密度并不均勻，光線在通過大氣層時，不斷發(fā)生的緣故。因此，早上看到的初升的太陽，并不是實際的太陽，實際的太陽在地平線的（填“上方”或“下方”）。晚上看天上的星星會眨眼睛，也是由于光的折射這個原因。三、典例分析如圖所示，有束光線從空氣射入某種透明介質(zhì)，在分界面處發(fā)生反射和折射，則是反射光線，是折射光線。解析：由圖可看出，因為/ FHE=Z DHE所以光線FH和

6、DH中一條是入射光線，另一條是反射光線，則HB一定是折射光線了。又因為入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)，則AE為法線，F(xiàn)H為入射光線，HD為反射光線，還因為入射光線跟反射光線在界面的同側(cè)，所以CG為界面。這是一道有關(guān)反射和折射的綜合題，對這樣的題目，要認(rèn)真觀察光路，并結(jié)合光的反射定律和折射規(guī)律加以解決。答案：HD HB四、達(dá)標(biāo)訓(xùn)練1下列是一些日常生活和自然界中的光現(xiàn)象：O 1日食和月食；02水中倒影；03小孔成像；04池底“變淺”； 黑板“反光” ；G6雨后彩虹。由于光的折射形成的是；由于光的反射形成的2、小明通過實驗研究光從水中射入空氣中的現(xiàn)象，如圖所示是他根據(jù)實驗現(xiàn)象畫的光路圖。改變?nèi)肷浣?/p>

7、的大小，他發(fā)現(xiàn)空氣中的折射光線與法線的夾角隨入射角的增大而增大。他猜想，當(dāng)入射角增大到一定程度時，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是 ，他猜想的依據(jù)是 第6頁是界面，3、如下圖所示是光在玻璃和空氣的界面上同時發(fā)生反射和折射的情況，可以斷定：_是入射光線， 是反射光線， 是折射光線，界面的 側(cè)是空氣。4、(A5、(6、AC00，則入射光線的入射角應(yīng)該是一束光線從水中射向空氣中，）90 ； B、 00 ； C 、 45 ； D 、 300 ；如圖所示的四個圖中表示了光線穿過玻璃磚的光路圖， ）一束光線由空氣斜射入水中時， 逐漸減小，且總小于入射角； 逐漸減小，且總小于入射角；其中只有一個是正確的，你認(rèn)為是如果入射角逐

8、漸增大，折射角將且總大于入射角; 且總小于入射角;B 、逐漸增大，D 、逐漸增大，7、在研究平面鏡成像特點的實驗中，在豎起的玻璃板前后各放一支蠟燭, 燭在玻璃板后所成的像，同時又可看到玻璃板后的（ ）A、兩者都是光的反射形成的像；B兩者都是光的折射形成的像；C前者是光的折射形成的像，后者是光的反射形成的像；D前者是光的反射形成的像，后者是光的折射形成的像；8、某校新建成一個噴水池，在池底的中央安裝了一只射燈，池內(nèi)無水時, 在S點形成一個亮斑，如圖所示?，F(xiàn)往池內(nèi)注水，水面升至 點；如果水面上升至 b位置時，對著玻璃板既可以看到前面蠟“蠟燭”。下列說法中正確射燈發(fā)出的一束光照在池壁上, a位置時，

9、站在池旁的人看到亮斑的位置在（ABCD9、ABCDP點在P點在P點在P點在S點的上方,S點的上方,S點的下方,S點的下方,Q點在Q點在Q點在Q點在S點的上方；S點的下方；S點上；S點的下方；當(dāng)光從一種透明物質(zhì)進(jìn)入另一種透明物質(zhì)時，下列說法正確的是光的傳播方向一定發(fā)生改變；光的傳播方向有時不發(fā)生改變；當(dāng)光從水中斜射入空氣中時，折射角小于入射角； 當(dāng)光從玻璃中斜射入空氣中時，入射角大于折射角；10、關(guān)于光由空氣斜射入水中，下列說法中錯誤的是光的傳播方向改變，但光速不變；折射光線和入射光線分居在法線和界面的兩側(cè)；折射光線向法線偏折，且折射角隨入射角增大而增大；在發(fā)生折射現(xiàn)象的同時，還發(fā)生光的反射；A

10、BCD斜上方看這把尺子11、圓筒形的玻璃杯中灌上水，將一把刻度很清晰的尺子豎直插進(jìn)玻璃杯里，（）A、水中部分刻度變??；B、水中部分刻度變大了；C、水中部分刻度大小不變；D、不能肯定；12、如圖所示，一束激光沿直線照射到空容器底部，形成一個亮點，如果向容器中緩緩地加水，隨著水面 的逐漸升高，亮點將A、仍在原位置不動；C逐漸向右移動；13、如圖所示，人眼在則激光應(yīng)朝哪個方向射出？A B點 B14、如圖所示，15、如圖所示,A變得密了；（ ）B、逐漸向左移動；D、消失了；A處看到河里B處有一條魚。若從A處射出一束激光，（）要使激光能照射到魚的身上,、B上方 C 、B下方D 、B左方或右方是我們看到的

11、筷子斜插入水中的情況，其中正確的是（將刻度尺斜插入水中，從水面上看去水中尺子的刻度情況（B、變得疏了； C、一部分變密一部分變疏；眼睛剛好看不見，如圖所示，慢慢向杯中注水，保持眼睛和杯子的位置不變, （）D、疏密沒有變化。16、在空茶杯里放一枚硬幣，則下列說法中正確的是（）A隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，而且感覺到硬幣逐漸降低；B隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，而且感到硬幣逐漸升高；C注水后能看到硬幣，但感覺不到硬幣升高或降低；D注水后仍看不到硬幣；17、在某湖的湖底安裝了一些燈，晚上燈光把湖裝飾得很漂亮，這些燈發(fā)出的光在進(jìn)人空氣中時發(fā)生了折 射，請你在圖中大致畫出它的折射光線的光路圖。五、中考

12、試題如圖所示，MN為空氣與水的分界面， A0為人射光線，0為入射點在圖中畫出反射光線和折射光線. 解答：根據(jù)光的反射定律作出反射光線（共面、兩側(cè)、等角）；又根據(jù)折射規(guī)律作出折射光線。正確作法如下圖：六、課堂測評1、如圖所示，一束光沿 A0方向由空氣射向水面，經(jīng)折射后可能照亮水中的 點。（選填圖中的字 母）2、如上圖所示，是光線 A0從一種介質(zhì)斜射向另一種介質(zhì)時，發(fā)生反射和折射時的情況。如果已知入射光線A0與界面MN的夾角/ MOA=30折射光線 0C與反射光線 0B垂直，則可以知道：入射角 =，反射角=，折射角=。3、 某同學(xué)在魚塘邊看到“魚在云中游”，其中“魚”是由光的 而形成，“云”是由光

13、的 而形成的。4、 岸上的漁夫看到河中的魚是魚的 ，漁夫要用叉子去叉魚，應(yīng)往看到魚的 方去叉，由于從發(fā)射的光發(fā)生了 ，看起來河水要比實際的淺些。5、 在空碗里放一枚硬幣，當(dāng)碗內(nèi)盛滿水時，看上去碗底的硬幣要比實際的深度 （填“深”或“淺”）些，這是光的 的緣故。6、 古詩詞中有許多描述光學(xué)現(xiàn)象的詩句，如“潭清疑水淺”說的就是光的_現(xiàn)象；“池水映明月”說的就是光的現(xiàn)象。7、 下面哪些現(xiàn)象為光的折射現(xiàn)象（）筷子插入水中，在水中的部分看起來發(fā)生了彎折；O2太陽未出地平線，人已經(jīng)看見太陽了； O 3清澈的水底看起來比實際淺一些；O 4在平面鏡中看見了自己的像；A、0）；B、8 ；C、0）；D、8、一束光

14、線從空氣射入某種透明介質(zhì)中，若入射角為（ ）A、反射角為40，折射角為40;B 、反射角為C反射角為40，折射角為30 ；D 、反射角為C2 0）400，則反射角和折射角在下述幾組數(shù)據(jù)中合理的是600，折射角為300；400，折射角為600；9、某人站在河邊看到水中的魚和橋，下列說法中正確的是（）A、魚是光的反射形成的虛像，橋是光的反射形成的實像；B魚是光的折射形成的虛像，橋是光的反射形成的虛像；C魚是光的反射形成的實像，橋是光的折射形成的實像；D魚是光的折射形成的實像，橋是光的折射形成的虛像；10、站在湖邊往水中看去，可以看到水面上漂浮的木塊、水下的游魚、湖邊的樹木和藍(lán)天中的白云，由于光的折

15、射而成像的是A、白云 ； B 、樹木 ； C11、下列現(xiàn)象中屬于光的折射現(xiàn)象的是A、平靜的水面映出藍(lán)天白云；BC黑板發(fā)生“反光”現(xiàn)象；D12、關(guān)于光的折射，下列說法錯誤的是（ ）、游魚；D、木塊；（ ）、從岸邊看池中的水變淺；、大樹擋住太陽光形成樹蔭；（ ）A、光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，傳播方向一定發(fā)生改變；B光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角；C光從空氣中斜射入水中，當(dāng)入射角增大時，折射角也隨著增大，但總小于入射角;D折射光路也是可逆的。13、 如圖表示了光從玻璃射入空氣中的情況，正確的是（ ）14、透過寫字臺上的玻璃板，觀察放在玻璃板下面的像片，看到的像片的位置往往比它實際位置：

16、 （）A、略高一些；B 、略低一些；C、一樣高；D 、三者都有可能；15、 下列說法中不正確的是（ ）A、排縱隊時，如果看到前面的一位同學(xué)擋住前面所有的人，這說明縱隊排直了；B木匠檢查木板是否直時，總是閉上一只眼睛，另一只眼睛沿著木板長度方向看去；C早晨看到剛剛升起的紅太陽，此時太陽已在地平線以上了；D看不見不透明物體后面的東西，說明光沿直線傳播；16、在海上旅行，有時會在地平線上看到高樓大夏、熱鬧的市場等，實際大海上什么也沒有，這種現(xiàn)象叫“海上蜃樓”。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是（）A、光在海平面反射的緣故；B 、光從云層上反射的緣故；C光沿直線傳播的緣故；D、從在不均勻的大氣層中折射的緣故；17、 下圖是一束從空氣斜射向玻璃的光線，入射角為60。請在圖中標(biāo)出入射角的位置，并畫出折射光線 （