2024年秋季新滬粵版八年級(jí)上冊(cè)物理課件 3.4探究光的折射規(guī)律

第三章光和眼睛3.4探究光的折射規(guī)律逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標(biāo)課時(shí)講解1課時(shí)流程2光的折射光的折射規(guī)律生活中和自然中的折射現(xiàn)象課時(shí)導(dǎo)入從身邊的問(wèn)題出發(fā)：漫畫(huà)所示的情景你碰到過(guò)嗎?為什么在水池邊看水的深度,總是比實(shí)際的水的深度淺些呢?課時(shí)導(dǎo)入科學(xué)技巧發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要。它是提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的前提，只有先發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題我們才能正確地分析、解決問(wèn)題。知識(shí)點(diǎn)光的折射知1－講感悟新知1易錯(cuò)提醒發(fā)生折射時(shí)，同時(shí)有反射現(xiàn)象。知1－講感悟新知1.光的折射光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向的現(xiàn)象，叫做光的折射。2.光的折射涉及的基本概念一點(diǎn)入射點(diǎn)O：入射光線(xiàn)與界面的交點(diǎn)三線(xiàn)入射光線(xiàn)AO；法線(xiàn)ON；折射光線(xiàn)OC兩角入射角α：入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角；折射角γ

：折射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角入射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)都有方向，表述時(shí)應(yīng)順著光線(xiàn)箭頭的方向。知1－講感悟新知例1[中考·安徽改編]某實(shí)驗(yàn)小組在探究光的折射規(guī)律時(shí)，讓一束光從空氣斜射入玻璃水槽內(nèi)的水中，看到如圖

所示的現(xiàn)象。知1－練感悟新知(1)請(qǐng)?jiān)趫D中分別標(biāo)出入射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)，并標(biāo)出光線(xiàn)的傳播方向；再標(biāo)出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母γ表示)。解：如圖

所示。知1－講感悟新知(2)若圖中光從空氣射入水中時(shí)，入射角為60°，則折射角可能為()A.0°B.45°C.60°D.90°B知1－講感悟新知思路導(dǎo)引：知1－講感悟新知1.從概念出發(fā)，識(shí)別線(xiàn)和角1.先找入射點(diǎn)；2.根據(jù)法線(xiàn)的定義，過(guò)入射點(diǎn)作出與分界面垂直的虛線(xiàn)即為法線(xiàn)；3.根據(jù)光的反射定律和折射規(guī)律確定反射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)；4.入射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角為入射角i，折射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角為折射角γ。知1－練感悟新知1.[中考·鎮(zhèn)江]光在空氣和水的分界面處同時(shí)發(fā)生反射和折射的光路如圖所示，其中折射角為∠_____(填“1”“2”或“3”)，分界面為_(kāi)____

(填“①”或“②”)，分界面的____方為水。當(dāng)入射角減小時(shí)，反射光線(xiàn)與折射光線(xiàn)的夾角將變_____。2②上大知1－講感悟新知易錯(cuò)提醒1.光線(xiàn)連續(xù)不能斷開(kāi)，并用箭頭標(biāo)注光線(xiàn)方向；2.法線(xiàn)需用虛線(xiàn)表示；3.法線(xiàn)與界面垂直，應(yīng)標(biāo)明垂足。知2－講感悟新知知識(shí)點(diǎn)光的折射規(guī)律21.探究光的折射規(guī)律(1)器材：一支激光筆、一個(gè)玻璃水槽、一塊玻璃磚、一個(gè)量角器、一塊硬紙板。知2－講感悟新知(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)①讓光線(xiàn)從空氣斜射入水中(可以滴幾滴牛奶更清楚看到光路)。觀察折射光線(xiàn)、法線(xiàn)與入射光線(xiàn)之間的位置關(guān)系。比較折射角γ

和入射角α的大?。赫凵浣铅胈____(填“大于”“等于”或“小于”)入射角α

。小于知2－講感悟新知②改變?nèi)肷浣铅恋拇笮?，觀察折射角γ的變化情況。當(dāng)入射角α

增大時(shí)，折射角γ將________；當(dāng)入射角α

減小時(shí)，折射角γ將________。③讓光線(xiàn)垂直射向水面，觀察進(jìn)入水中的光線(xiàn)方向。④將水槽換成玻璃磚，重復(fù)上面的步驟，觀察現(xiàn)象。⑤讓光從水或玻璃中斜射入空氣中，重復(fù)上面實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。增大減小知2－講感悟新知(3)歸納得出光的折射規(guī)律①光折射時(shí)，折射光線(xiàn)、入射光線(xiàn)、法線(xiàn)三者在同一平面內(nèi)。折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè)。②折射角隨入射角的改變而改變：入射角增大時(shí)，折射角也增大，入射角減小時(shí)，折射角也減小。知2－講感悟新知③光從空氣斜向射到水或玻璃表面時(shí)，折射光線(xiàn)向靠近法線(xiàn)的方向偏折。折射角小于入射角。(如圖4甲所示，以空氣和水為例)④光從水或玻璃斜向射到空氣中時(shí)，折射光線(xiàn)向遠(yuǎn)離法線(xiàn)的方向偏折。折射角大于入射角。(如圖4乙所示，以空氣和水為例)⑤光垂直射到水或玻璃的表面時(shí)，在水或玻璃中的傳播方向不改變。知2－講感悟新知【溫馨提示】在折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。知2－講感悟新知2.光的折射與光的反射比較光的折射光的反射不同點(diǎn)①折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)在不同介質(zhì)中；②折射角與對(duì)應(yīng)的入射角一般不等，只有光垂直入射時(shí)γ=α=0°①反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)在同一介質(zhì)中；②反射角始終與入射角相等相同點(diǎn)①光傳播到透明介質(zhì)表面時(shí)，一般會(huì)同時(shí)發(fā)生反射和折射；②折射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)都與法線(xiàn)和對(duì)應(yīng)的入射光線(xiàn)在同一平面；③折射光線(xiàn)、反射光線(xiàn)都與對(duì)應(yīng)的入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè)；④折射角和反射角都隨入射角的增大而增大；⑤反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的知2－講感悟新知思想方法知識(shí)遷移法：利用新舊知識(shí)間的聯(lián)系，進(jìn)行新舊知識(shí)對(duì)照，由舊知識(shí)去思考、領(lǐng)會(huì)新知識(shí)，或者用研究舊知識(shí)的方法去研究新知識(shí)，從而學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)的方法。例如：探究光的折射規(guī)律時(shí)會(huì)遷移聯(lián)想到運(yùn)用探究反射規(guī)律的一些研究思路和實(shí)驗(yàn)器材；由反射時(shí)光路是可逆的遷移聯(lián)想到折射時(shí)光路也是可逆的。知2－講感悟新知思想方法實(shí)驗(yàn)中，為什么要多次改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行實(shí)驗(yàn)？答：多次實(shí)驗(yàn)，獲取更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，使總結(jié)歸納得出的規(guī)律更具一般性。歸納法：根據(jù)一類(lèi)事物的部分對(duì)象具有某種性質(zhì)，推出這類(lèi)事物的所有對(duì)象都具有這種性質(zhì)的推理方法。光的折射規(guī)律就是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和歸納得出的。知2－講感悟新知思想方法列表比較：光的折射與反射當(dāng)我們想尋找兩個(gè)事物的相同和不同之處時(shí)，就需要用到比較法。對(duì)光的折射和反射現(xiàn)象進(jìn)行比較，我們主要從中尋找它們的不同點(diǎn)和相同點(diǎn)，從而進(jìn)一步揭示其本質(zhì)特點(diǎn)。知2－講感悟新知例2小杰同學(xué)探究光從空氣斜射入不同介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)的一些規(guī)律，他將一束光從空氣射入水中發(fā)生折射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄于下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345入射角10°20°30°40°50°折射角7.9°15.4°21.5°26.3°33.5°知2－講感悟新知(1)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1(或2或3或4或5)中折射角與入射角的大小關(guān)系，得出初步結(jié)論是：光從空氣斜射向水中，折射角_____入射角。(2)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2、3、4、5中折射角與入射角的變化關(guān)系，得出初步結(jié)論是：折射角隨入射角的增大而______。小于增大知2－講感悟新知(3)該同學(xué)在得出以上結(jié)論后想要繼續(xù)研究光在其他透明介質(zhì)的分界面折射時(shí)有什么規(guī)律。表中是光在幾種不同介質(zhì)中的傳播速度，如圖甲是光在這幾種介質(zhì)中發(fā)生折射的光路：知2－講感悟新知介質(zhì)水玻璃冰空氣酒精光速(m/s)2.25×1082.0×1082.30×1083.0×1082.2×108知2－講感悟新知①綜合分析表中的數(shù)據(jù)和圖甲中的光路圖可以得出的結(jié)論是：當(dāng)光從傳播速度大的介質(zhì)斜射入傳播速度小的介質(zhì)中時(shí)，折射角______(填“大于”或“小于”或“等于”)入射角。②如圖乙所示，根據(jù)上述結(jié)論，光從玻璃斜射向酒精后經(jīng)過(guò)了點(diǎn)A，那么激光光源的入射點(diǎn)應(yīng)在_________

(填“O點(diǎn)左側(cè)”“O

點(diǎn)處”或“O

點(diǎn)右側(cè)”)。小于O

點(diǎn)左側(cè)知2－講感悟新知2.折射角與入射角的大小關(guān)系光在空氣與水、空氣與玻璃之間傳播時(shí)(斜射)，根據(jù)折射規(guī)律我們可以概括出折射角和入射角之間“空氣中角恒大”的規(guī)律。知2－講感悟新知3.抓數(shù)據(jù)分析總結(jié)折射規(guī)律●確定光線(xiàn)的傳播方向，縱向比較各組數(shù)據(jù)中折射角與入射角的大小，得出一般性結(jié)論；●分別橫向比較入射角與折射角的大小，總結(jié)出兩角變化的規(guī)律。知3－講感悟新知知識(shí)點(diǎn)生活中和自然中的折射現(xiàn)象31.從岸上看水中的物體(1)現(xiàn)象：水中物體看起來(lái)要比實(shí)際的物體位置淺。(2)原因解釋及光路圖如圖5所示，自A點(diǎn)射向空氣中的光線(xiàn)在水面處發(fā)生了折射(空氣中的折射角大于水中的入射角)，眼睛沿著折射光線(xiàn)看去，覺(jué)得光好像是從水中A′點(diǎn)射出來(lái)的，A′點(diǎn)在A

點(diǎn)的上方。知3－講感悟新知(3)實(shí)例：從岸上看，池塘的底變淺了、漁夫用鋼叉捕魚(yú)時(shí)，總是將鋼叉向看到的魚(yú)的下方投擲(圖6)。知3－講感悟新知2.從水中看岸上的物體(1)現(xiàn)象：岸上的物體看起來(lái)比實(shí)際位置要高。(2)原因解釋及光路圖如圖7所示，自A

點(diǎn)射向水中的光線(xiàn)在水面處發(fā)生了折射(水中的折射角小于空氣中的入射角)，眼睛沿著折射光線(xiàn)看去，覺(jué)得光好像是從空氣中A′點(diǎn)射出來(lái)的，A′點(diǎn)在A

點(diǎn)的上方。(3)實(shí)例：潛水員看岸上的大樹(shù)變高了。知3－講感悟新知3.水中的筷子“彎折”(圖8)4.大氣層不均勻，太陽(yáng)光折射形成的現(xiàn)象：海市蜃樓、看到的太陽(yáng)位置跟實(shí)際位置有偏差。知3－講感悟新知知識(shí)拓展全反射：如圖9所示，光從玻璃斜射入空氣中，折射角β

大于入射角α

；且著α逐漸增大，β

也在逐漸增大。當(dāng)入射角α

增大到某一數(shù)值時(shí)，折射角β

將達(dá)到90°，再增大入射角，折射光會(huì)完全消失，入射光全部反射回來(lái)，這種現(xiàn)象叫做全反射現(xiàn)象。全反射在通信光纜中傳播光信號(hào)時(shí)有重要應(yīng)用。知3－講感悟新知建構(gòu)模型虛像：筷子和鉛筆在水中變彎折及海市蜃樓這些折射現(xiàn)象中，通過(guò)分析對(duì)應(yīng)的光路圖，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這些像的形成都是折射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)會(huì)聚形成的，所成的像都是虛像。平面鏡成像時(shí)，反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)形成的像也是虛像。知3－講感悟新知例3[中考·成都]如圖14所示，請(qǐng)畫(huà)出激光束從三棱鏡折射入空氣時(shí)，法線(xiàn)的位置和折射光線(xiàn)的大致位置。解：如圖15所示。知3－講感悟新知思路導(dǎo)引：激光束從三棱鏡折射入空氣時(shí)，此時(shí)的折射角要大于入射角，首先作出法線(xiàn)，根據(jù)折射角和入射角的關(guān)系作出折射光線(xiàn)。知3－講感悟新知折射光路圖的作圖技巧作圖步驟：1.確定點(diǎn)：就是確定入射點(diǎn)，即入射光線(xiàn)或折射光線(xiàn)與界面的交點(diǎn)，用O表示。2.作法線(xiàn)：法線(xiàn)與界面垂直，過(guò)入射點(diǎn)作界面的垂線(xiàn)，這就是法線(xiàn)，法線(xiàn)用虛線(xiàn)表示。3.畫(huà)光線(xiàn)：光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。根據(jù)角度關(guān)系畫(huà)出折射光線(xiàn)，折射光線(xiàn)用實(shí)線(xiàn)表示，最后再在光線(xiàn)上標(biāo)上箭頭，表示光的傳播方向。畫(huà)折射光路圖時(shí)，銘記一條不變的原則：空氣中的角度總是比較大。(定向思維法)知3－講感悟新知下列光現(xiàn)象中屬于光的折射的是()C例4知3－講感悟新知思路導(dǎo)引：手在墻上形成“手影”，是光的直線(xiàn)傳播形成的，A錯(cuò)誤；橋在水中形成“倒影”，是水面成像，屬于光的反射現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；鋼筆“錯(cuò)位”，屬于光的折射現(xiàn)象，C正確；景物在凸面鏡中成像，可以擴(kuò)大視野，是凸面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。知3－講感悟新知5.觀現(xiàn)象，知成因?qū)τ谏钪泻妥匀滑F(xiàn)象中的光現(xiàn)象，要多積累，多對(duì)比，試著用所學(xué)的光學(xué)知識(shí)解釋成因，從而準(zhǔn)確判斷所給的現(xiàn)象。現(xiàn)象成因手影、小孔成像、日食、月食、激光準(zhǔn)直、排隊(duì)前后看齊等光的直線(xiàn)傳播倒影、平面鏡成像、水中月鏡中花、汽車(chē)觀后鏡等光的反射水中筷子向上彎折、水面折枝、海市蜃樓、池底變淺等光的折射 知3－練感悟新知1.[中考·南京]如圖18所示，小剛將一枚硬幣放在碗底，眼睛在A處恰好看不到它，沿碗壁緩緩向碗中加水，小剛又能看到“硬幣”。這是因?yàn)楣鈴腳_______中斜射入________中發(fā)生了光的________現(xiàn)象。水空氣折射課堂小結(jié)探究光的折射規(guī)律光的折射光的折射現(xiàn)象三線(xiàn)位置關(guān)系光的折射規(guī)律看水池變淺、看魚(yú)變高