4.4光的折射-2021-2022學(xué)年八年級物理上冊舉一反三（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)識光的折射現(xiàn)象；2.理解光的折射定律；3.會利用光的折射解釋生活中的常見現(xiàn)象；4.理解光的折射實驗探究過程。要點一光的折射現(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，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，它的傳播方向不會發(fā)生改變。（4）在生活中，我們常見的折射現(xiàn)象很多，如：看清澈的池水，池水水底變淺；在岸上看到的魚接近于水面；透過玻璃磚看物體發(fā)生了錯位；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?！窘馕觥抗饩€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?！究键c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?！咀兪?】如圖是小明和爺爺一起坐船在河中插魚的情景，小明站在船上看到河水中的魚比魚的實際位置要（選填“深”或“淺”）些，這是由于光從中射向時發(fā)生折射的緣故。【答案】淺；水；空氣。【解析】在岸上看水中的魚，看到的魚的位置比實際位置淺，這是由于光從水中進入空氣時，在水面上發(fā)生折射光造成的；故答案為：淺；水；空氣?！军c睛】從魚發(fā)出的光線由水中進入空氣時，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，就會覺得魚變淺了?！究键c分析】本題考查了水中的魚看起來變淺的原因是由于光的折射造成的?！咀兪?】某校新建成一個噴水池，在池底的中央安裝一只射燈。池內(nèi)無水時，射燈發(fā)出的一束光照在池壁上，在S點形成一個亮斑，如圖所示。現(xiàn)往池內(nèi)注水，水面升至a位置時，站在池旁的人看到亮斑的位置在P點；如果水面升至b位置時，人看到亮斑的位置在Q點，則（）A．P點在S點的下方，Q點在S點的上方B．P點在S點的上方，Q點在S點的下方C．P點在S點的上方，Q點在S點的上方D．P點在S點的下方，Q點在S點的下方【答案】A?！窘馕觥浚?）往池內(nèi)注水，水面升至a位置時，發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，P點如下圖所示：（2）水面上升至b位置時，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點如下圖所示：通過畫圖可知：P點在S點的下方，Q點在S點的上方?！究键c分析】題目重點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，光從水斜射入空氣中時，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，光線先在水池側(cè)壁發(fā)生反射，反射角等于入射角，反射光線再從水中斜射入空氣里發(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入玻璃中的光路（）?！敬鸢浮緾?！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，故本選項錯誤；B、折射光線與入射光線在法線的同側(cè)了，所以畫法錯誤，不符合題意；C、光從空氣斜射入玻璃中，折射角小于入射角．故本選項正確．符合題意；D、光從空氣斜射入玻璃，光的傳播方向沒有變，故本選項錯誤，不符合題意；故選C。【考點分析】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，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，折射角大于入射角；（4）入射角增大時，折射角也隨著增大；2.在光的折射現(xiàn)象中光路是可逆的。要點詮釋：（1）兩角關(guān)系：1）入射光線垂直界面入射時，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，折射角小于入射角；3）光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角大于入射角；4）注意無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，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，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入玻璃和從玻璃進入空氣時的傳播規(guī)律。選用如圖的圓盤形量角器作光屏，半圓形玻璃磚及激光器等器材。實驗步驟如下：①將半圓形玻璃磚放在標(biāo)有角度的圓盤上，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減小入射角再次實驗，如圖乙，從實驗現(xiàn)象中可以得出的結(jié)論是，采用半圓形玻璃磚來進行實驗的一明顯的好處是；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，此時一組可能的任意的入射角和折射角是：度；度?！敬鸢浮空凵浣谴笥谌肷浣腔蛲耆环瓷浠貋恚?0度；45度?！窘馕觥竣谌肷浣菫锳O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，折射方向不變，故答案為：當(dāng)光線垂直于界面入射時不發(fā)生折射；因半圓形的玻璃磚截面是水平的，便于測量角度的大??；故答案為：便于測量角度的大小。④因當(dāng)光從水中或其它介質(zhì)斜射入空氣中時，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；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。【變式1】下列關(guān)于光的折射的說法中正確的是（）。A．光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時傳播方向一定改變；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，折射角總是大于入射角；D．入射角增大時，折射角也隨著增大【答案】D?！窘馕觥緼、垂直入射時傳播方向不變，故A錯誤；B、折射角是折射光線與法線的夾角，故B錯誤；C、光由空氣斜射入其他介質(zhì)時折射角小于入射角，由其他介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角，故C錯誤；D、入射角增大，折射角也增大，故D正確。【點睛】（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，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分析】（1）光線傳播方向發(fā)生改變要注意：斜射入、一般會改變；（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)魚的下方才能叉到色；C．手影 ；D．有趣的倒影【答案】B。【解析】海市蜃樓是由光在不均勻的大氣中傳播時，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錯誤；B、水中魚的位置看起來比實際位置高屬于光的折射現(xiàn)象，所以瞄準(zhǔn)魚的下方才能叉到魚，故B正確；C、手影的成因是光的直線傳播，故C錯誤；D、水中的倒影是因為平靜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P點。請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A，從點P向水面引垂線，交水面于點B，在A、B兩點間取一點O；過O點垂直水面作出法線，連接SO畫出入射光線，連接OP畫出折射光線，如圖所示：【考點分析】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)光由空氣斜射進入水中或其它透明介質(zhì)中時，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)斜射進入空氣中時，折射光線遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角?！咀兪?】光從空氣斜射向玻璃，發(fā)生反射和折射。請完成光路。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，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，請畫出折射光線