4.1 光的折射（課件）【備課無憂】2022-2023學年八年級物理上冊同步備課（蘇科版）

4.1光的折射

第四章光的折射透鏡蘇科版八年級上冊物理學習了光的折射后，你就會知道其中的道理了。②晴朗的夜晚，天空中的星星好像在眨眼睛。①斜插在水中的筷子好像折斷了③這是2022年5月25日河北邢臺拍攝到的“海市蜃樓”情景引入：觀察★課堂引入我們生活中經(jīng)?？吹竭@樣的光現(xiàn)象雨后彩虹為什么潭清疑水淺？水中的人身手異處大家想想這是什么光現(xiàn)象？生活中類似的現(xiàn)象還有哪些?情景引入：思考復習：光的直線傳播的條件？在同種均勻介質(zhì)中。問題：如果光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中，會怎么傳播呢？觀察：讓一束光線從空氣中斜射入水中，可觀察到進入水中的光線在界面處改變了傳播方向，這種現(xiàn)象叫光的折射。光斜射入水中光垂直射入水中一、光的折射現(xiàn)象1．定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射。2．基本概念：“一點”、“一面”、“兩角”、“三線”。

光射入水中時的折射現(xiàn)象光的折射的定義和相關概念描述折射現(xiàn)象的相關概念iγB空氣水（玻璃）NN′AOMM′空氣水（1）入射點：入射光線與分界面的交點O；（2）分界面：兩種介質(zhì)的分界面，如圖所示的MM′；（3）入射光線：照射到兩種介質(zhì)分界面的光線AO；（4）折射光線：進入另一種介質(zhì)的光線OB；（5）法線：過入射點且垂直于兩介質(zhì)分界面的直線NN′；（6）入射角：入射光線與法線的夾角∠i；（7）折射角：折射光線與法線的夾角∠r。提出問題：光在折射時遵循什么規(guī)律？猜想假設：光束從空氣進入水中后可能向法線偏折（或遠離法線）實驗探究探究光折射時的特點實驗器材∶激光筆、半圓形玻璃磚、圓形刻度光盤（標有角度）、玻璃水槽、水、量角器等。探究問題：（1）折射光線、入射光線和法線三者之間位置關系？（2）折射角和入射角的大小關系？（3）隨著入射角的變化，折射角如何變化？（4）當入射光線垂直于玻璃入射時，折射光線的方向如何？二、實驗探究光的折射規(guī)律

激光筆、半圓形玻璃磚、圓形刻度光盤（標有角度）。實驗器材制定計劃和設計實驗實驗1：探究折射光線和入射光線是否在同一平面內(nèi)。操作：將折射光線所在一側(cè)的紙板向后翻折，觀察現(xiàn)象。結(jié)論：折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。折射光線消失實驗2：探究折射光線和入射光線是否在法線兩側(cè)？操作：多次改變?nèi)肷涔饩€的位置，觀察折射光線的位置。結(jié)論：折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)。實驗3：探究折射角與入射角的大小關系。操作：光線從空氣斜射向玻璃磚中時，多次改變?nèi)肷涔饩€的位置，記錄折射角和入射角的大小。

結(jié)論：光從空氣斜射入玻璃時，折射角小于入射角。實驗3：探究折射角與入射角的大小關系。操作：光線從玻璃磚斜射向空氣中時，多次改變?nèi)肷涔饩€的位置，記錄折射角和入射角的大小。

結(jié)論：光從空氣斜射入玻璃時，折射角大于入射角。實驗3：探究折射角與入射角的大小關系。操作：入射光線垂直射向界面，記錄折射角的大小。入射角0°，折射角0°結(jié)論：當光線垂直入射時，傳播方向不變。實驗4：探究光路是否可逆。操作：記錄一組入射光線和折射光線的位置，讓光逆著折射光的方向射向界面，觀察折射光線的方向。結(jié)論：光在發(fā)生折射現(xiàn)象時，光路可逆。視頻演示——光的折射規(guī)律實驗結(jié)論：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)。（三線共面）(2)折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)。（兩線分居）(3)①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角；②光從水斜射向空氣時，折射角大于入射角；③入射角增大時，折射角也隨之增大；（空氣中的角總是大角）④垂直射入時，傳播方向不變。(4)在光的折射中光路是可逆的。（光路可逆）M

M′

M

M′OOBB

AANN′NN′iirr空氣空氣玻璃玻璃

應用光的折射規(guī)律完成光路圖：練一練

例1.在我國的古書《史記》《夢溪筆談》中都有關于海市蜃樓的記載。有關海市蜃樓現(xiàn)象的形成原因，下列說法正確的是（）A.光沿直線傳播B.光的反射C.光的折射D.平面鏡成像C典型例題例2.如圖所示,一束光從空氣斜射入水中,此時入射角為

度,折射角

(填“大于”“等于”或“小于”)入射角,請在圖中畫出折射光線的大致方向.

(2)當增大入射角時,折射角

(填“增大”“不變”或“減小”).

30小于增大例3.如圖所示，一束激光從空氣中射到半圓形玻璃磚上（O為圓心），發(fā)生了反射和折射，請在圖中畫出：①反射光線；②折射光線的大致方向。解析：圖中法線已經(jīng)畫出，根據(jù)反射角等于入射角，在法線上側(cè)的空氣中作出反射光線。當光由空氣斜射入玻璃中時，根據(jù)折射角小于入射角，在法線上側(cè)的玻璃中作出折射光線。例4.如圖所示，一束光射向玻璃三棱鏡并穿過三棱鏡，請畫出這束光進入三棱鏡和離開三棱鏡后的光線（畫出法線）。解析：光由空氣進入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光線應向法線靠攏；再次折射時，光由玻璃進入空氣，折射角大于入射角，因此折射光線遠離法線射出。例5.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B1.潭清疑水淺池水為什么看起來比實際淺呢？

S點反射的光射向水面，射向空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角。人眼逆著折射光的方向看去，感覺光就是由S′射出去的一樣。S′就是我們看到的S的像，感覺這點的位置升高了。在生活中，我們要注意池水看起來很淺，實則不淺，注意安全。三、生活中光的折射現(xiàn)象2.筷子變彎放入水中的筷子，看上去為什么向上偏折？如圖：從筷子底端S點射向空氣的光線,在水面處發(fā)生了折射,折射角大于入射角,折射光線偏離法線,眼晴逆著折射光線看去,覺得好像是從S′射來的，S′是S點的虛像，S′在S的上方，水中的筷子每個點的虛像都比實際偏高，所以看起來筷子變彎了。3.魚在哪里？有經(jīng)驗的漁民怎樣才能叉到魚？所以,有經(jīng)驗的漁民在叉魚時,要向看到的魚的下方投叉才能叉到魚。魚從水中發(fā)出的光線，由水進入空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼逆著折射光線的方向看，覺得光線好像是從它們的反向延長線的交點，即魚像發(fā)出來的，像比魚位置高。如圖，起初茶碗看起來是空的，但當你慢慢往茶碗中倒水時，就會發(fā)現(xiàn)碗中原來還藏著一枚硬幣。想一想，這是為什么？分析：加水后，硬幣的光從水中斜射入空氣時，折射光線偏離法線，折射光進入了眼睛，眼睛看到的實際上是升高了的硬幣虛像。硬幣的實際位置SS′硬幣的虛像想想議議AA1由于人眼的“視覺直進”的功能，覺得光線總是沿直線射入人眼的。進入眼睛的光線是A點發(fā)出的光線“拐彎”后進入人眼的，但眼睛覺得光線是從A1點射過來的。事實上并不存在發(fā)光的A1點，A1點是A點的虛像點。A1比A高，所以水中看到的樹比實際位置要高。4.水中看樹海市蜃樓海市蜃樓是一種光的折射現(xiàn)象，多發(fā)生在夏天海面上。成因：遠處物體發(fā)出的光本來到達不了我們的眼睛，在射向空氣的的過程中，由于海面或沙漠附近的空氣疏密不均勻，而發(fā)生折射，逐漸向地面彎曲，進入觀察者的眼睛。觀察者逆著光線看去，就看見了遠處的“物體”形成美麗的海市蜃樓現(xiàn)象。視頻演示SS′太陽光經(jīng)過大氣層到達地球，光線發(fā)生了彎折。大氣層折射現(xiàn)象

當一束光線斜穿過一塊玻璃時，光線傳播的路線將會怎樣呢？畫出光路圖并回答。玻璃空氣射入的光線與射出的光線不在同一直線上，但兩條光線平行。思考反射折射三線關系兩角關系特殊情況光的折射和反射的比較三線共面三線共面法線居中法線居中兩角相等空氣中角大同增同減同增同減垂直入射原路返回垂直入射方向不變1.以下描述中與光的折射現(xiàn)象有關的是（）A．形影相隨，親密無間B．海市蜃樓，虛無縹緲C．鏡中生花，脫離實際

D．水中撈月，一無所得B課堂練習2.在星光燦爛的夜晚，仰望天空，會看到繁星在夜空中閃爍，好像頑皮的孩子在不時地眨著眼睛，形成這種現(xiàn)象的原因是()A.星光被其他星體瞬間遮擋的結(jié)果B.星星發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的C.星光被大氣層反射的結(jié)果D.星光被大氣層折射的結(jié)果D3．在湖邊看平靜湖水中的“魚在云中游”，則（）A．“魚”是光的反射形成的虛像，“云”是光的折射形成的虛像B．“魚”是光的折射形成的虛像，“云”是光的反射形成的虛像C．“魚”和“云”都是光的反射形成的虛像D．“魚”和“云”都是光的折射形成的虛像B4.

如圖所示，當光從水中斜射入空氣中時，在分界面同時發(fā)生反射和折射，反射角______入射角，折射角_______入射角（以上兩空填“大于”“等于”或“小于”），當入射角增大到一定程度時，折射角會先到達90°，入射角，繼續(xù)增大時，便沒有了________（填“反射光線”或“折射光線”），光纖通信就是利用了此原理來減少光在傳播過程中的能量損失。等于大于折射光線5．如圖所示，一束光從空氣斜射到某液面上發(fā)生反射和折射，入射光線與液面成30°角，則反射光線與入射光線的夾角大小為_______；若反射光線與折射光線的夾角為83°，則折射角的大小為_______。120°37°6．詩句“大漠孤煙直，長河落日圓”給我們展現(xiàn)了一幅美麗的畫卷。其實詩人觀察到的落日并非太陽的實際位置(如圖所示)，而是太陽光經(jīng)過不均勻的大氣層發(fā)生了________所成的像，太陽實際在圖中_____(填“甲”或“乙”)的位置。折射乙7.在空杯子里放一枚硬幣，使眼睛剛好看不見，如圖所示，保持眼睛和杯子的位置不變，慢慢向杯中注水（）A．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置比實際位置高B．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置比實際位置低C．隨著水的增多，眼睛能看到硬幣，但位置沒有改變D．注水后仍看不見硬幣AA．P點在S點的上方，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點的下方，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C8.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。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（）9．某同學在做探究光的折射特點實驗，如圖所示是一束紅光從空氣射到水面時的光路圖，通過實驗得到如下表數(shù)據(jù)：入射角α0°20°30°45°60°反射角β0°20°30°45°60°折射角γ0°14.9°22.1°35.4°40.9°分析表一中數(shù)據(jù)，可得出結(jié)論：①光從空氣斜射到水面時，將同時發(fā)生_______和________現(xiàn)象；②光從空氣斜射到水面時，折射角隨入射角的變化關系是_____，且折射角_______(填“大于”“小于”或“等于”)入射角。③當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于____度。反射折射折射角隨入射角的增大而增大小于0①折射光線與入射光線、法