第4节 光的折射 体验体验 认识光的折射认识光的折射活动活动1 1：向一个空杯中不断倒水，观察杯底的高度。：向一个空杯中不断倒水，观察杯底的高度。活动活动2 2：将铅笔插入水中，观察铅笔的变化。：将铅笔插入水中，观察铅笔的变化。(1)“(1)“活动活动1”1”中，你发现杯底不断地变中，你发现杯底不断地变_(_(选填选填“浅浅”或或“深深”) )。(2)“(2)“活动活动2”2”中，插入水中的铅笔看起来好像中，插入水中的铅笔看起来好像_。提示：提示：(1)(1)浅浅 (2)(2)折断折断( (断了断了) )1.1.什么是光的折射？什么是光的折射？2.2.什么是入射角、折射角？什么是入射角、折射角？3.3.什么是光路的可逆性？什么是光路的可逆性？ 4.4.生活中光的折射现象有哪些？生活中光的折射现象有哪些？探究探究1 1 认识光的折射认识光的折射结合结合“体验体验”，思考以下问题：，思考以下问题：1.1.根据根据“体验体验”和光沿直线传播的条件，当光从空气射入水中和光沿直线传播的条件，当光从空气射入水中时，光的传播方向会时，光的传播方向会_。提示：提示：光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播; ;光从空气射入水中时，介质的种类发生变化，光的传播方向会光从空气射入水中时，介质的种类发生变化，光的传播方向会发生偏折。发生偏折。参考答案：参考答案：发生偏折发生偏折 2.2.如图为光从空气射入水中的光路图，标出入射角、折射光如图为光从空气射入水中的光路图，标出入射角、折射光线、折射角。线、折射角。_角角 _光线光线 _角角提示：提示：i i是入射光线与法线的夹角，为入射角是入射光线与法线的夹角，为入射角; ; 是光从空气是光从空气进入水中，被折射后的光线，为折射光线进入水中，被折射后的光线，为折射光线; r; r是折射光线是折射光线与法线的夹角，为折射角。与法线的夹角，为折射角。参考答案：参考答案：入射入射 折射折射 折射折射 探究探究2 2 光折射时的特点光折射时的特点1.1.实验设计及现象分析：实验设计及现象分析：(1)(1)让一束光从空气斜射入水中，发现折射光线向法线方向偏让一束光从空气斜射入水中，发现折射光线向法线方向偏折，说明折射角折，说明折射角_入射角。入射角。提示：提示：入射光线与法线的夹角是入射角，折射光线与法线的夹入射光线与法线的夹角是入射角，折射光线与法线的夹角是折射角，光从空气斜射入水中时，发现折射光线向法线方角是折射角，光从空气斜射入水中时，发现折射光线向法线方向偏折，说明折射角小于入射角。向偏折，说明折射角小于入射角。参考答案：参考答案：小于小于(2)(2)使入射光线远离法线，发现折射光线也远离法线，说明入使入射光线远离法线，发现折射光线也远离法线，说明入射角增大时，折射角射角增大时，折射角_。提示：提示：入射光线远离法线时，入射角增大，折射光线远离法入射光线远离法线时，入射角增大，折射光线远离法线，折射角增大，这说明入射角增大时，折射角也增大。线，折射角增大，这说明入射角增大时，折射角也增大。参考答案：参考答案：增大增大(3)(3)让光线沿法线从空气垂直射入水中，发现折射光线在水中让光线沿法线从空气垂直射入水中，发现折射光线在水中也沿法线方向传播，说明光从空气垂直射入水中时，传播方也沿法线方向传播，说明光从空气垂直射入水中时，传播方向向_。参考答案参考答案: :不变不变(4)(4)让光逆着折射光线的方向从水中斜射入空气，看到进入空让光逆着折射光线的方向从水中斜射入空气，看到进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。说明在折射现象中，光路说明在折射现象中，光路_;_;此时在空气中的折射光线向此时在空气中的折射光线向_(_(选填选填“法线法线”或或“界界面面”) )偏折，折射角偏折，折射角_入射角。入射角。参考答案：参考答案：可逆可逆 界面界面 大于大于 2.2.交流与评估：交流与评估：(1)(1)为了更清晰地观察水中的光路，可以采用什么办法为了更清晰地观察水中的光路，可以采用什么办法? ?提示：提示：因为在水中没有反射光的物质，所以在纯水中看不到光因为在水中没有反射光的物质，所以在纯水中看不到光路，光照在牛奶和蚊香的细小微粒上能反射光，从而可以看到路，光照在牛奶和蚊香的细小微粒上能反射光，从而可以看到光传播的路径与方向。光传播的路径与方向。参考答案：参考答案：水中加入牛奶或在水槽背面贴一张白纸作为背景水中加入牛奶或在水槽背面贴一张白纸作为背景等。等。(2)(2)若验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内需借若验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内需借助什么器材？助什么器材？提示：提示：为验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内需为验证折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内需要借助一个可折转的光屏。让光沿光屏从空气斜射入水中，折要借助一个可折转的光屏。让光沿光屏从空气斜射入水中，折射光线、入射光线与法线在同一平面内，将有折射光线的半个射光线、入射光线与法线在同一平面内，将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度，观察光屏上是否还有折射光线。光屏向后折转一个角度，观察光屏上是否还有折射光线。参考答案：参考答案：可折转的光屏可折转的光屏 【拓展延伸拓展延伸】探究光的折射规律的实验改进探究光的折射规律的实验改进1.1.实验准备：激光笔、长方体透明容器、白色可折塑料平板、实验准备：激光笔、长方体透明容器、白色可折塑料平板、水等。水等。2.2.改进光的折射实验的具体做法：按照实验要求把塑料板固定改进光的折射实验的具体做法：按照实验要求把塑料板固定在容器中，然后在容器中倒入适量的水；让激光笔的光沿塑料在容器中，然后在容器中倒入适量的水；让激光笔的光沿塑料板上的某条线斜射入水中，观察折射光线的情况；改变入射光板上的某条线斜射入水中，观察折射光线的情况；改变入射光线的方向，观察折射光线的情况；把塑料板沿竖向中间线向后线的方向，观察折射光线的情况；把塑料板沿竖向中间线向后折，使左右两面不在同一平面内，再使激光沿塑料板上的某条折，使左右两面不在同一平面内，再使激光沿塑料板上的某条线斜射入水中，观察折射光线的情况；让激光笔的光沿塑料板线斜射入水中，观察折射光线的情况；让激光笔的光沿塑料板垂直射入水中，观察折射光线的情况；最后得出光的折射规律。垂直射入水中，观察折射光线的情况；最后得出光的折射规律。3.3.需要注意的事项需要注意的事项: :塑料板要平，厚度以塑料板要平，厚度以1 12 mm2 mm为佳，太薄板为佳，太薄板容易弯曲，光路的呈现也不清晰，太厚不易折。若找不到白色容易弯曲，光路的呈现也不清晰，太厚不易折。若找不到白色塑料板，用漆将它涂成白色也可。另外还应把塑料板卡得紧些。塑料板，用漆将它涂成白色也可。另外还应把塑料板卡得紧些。为了更好地观察实验情况，可在塑料板上画些直线以便观察光为了更好地观察实验情况，可在塑料板上画些直线以便观察光折射时的偏向，也可在塑料板上标上角度，可更精确地测定入折射时的偏向，也可在塑料板上标上角度，可更精确地测定入射角和折射角的度数。射角和折射角的度数。 探究探究3 3 生活中的折射现象生活中的折射现象结合结合“体验体验”，思考下列问题：，思考下列问题：1.1.河水看起来为什么比实际的浅河水看起来为什么比实际的浅? ?请结合光的折射规律分析。请结合光的折射规律分析。思路：思路：如图，因为河底反射的光由如图，因为河底反射的光由_斜射入斜射入_时，在水面发生时，在水面发生_，折，折射光线射光线_(_(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”) )法线，人眼逆着折射光线看过去，看到的法线，人眼逆着折射光线看过去，看到的是河底的是河底的_(_(选填选填“实实”或或“虚虚”) )像，像在河底的像，像在河底的_(_(选填选填“上上”或或“下下”) )方，所以河底变浅了。方，所以河底变浅了。参考答案：参考答案：水水 空气空气 折射折射 远离远离 虚虚 上上2.2.插入水中的筷子会向插入水中的筷子会向_偏折。为什么？试解释一下。偏折。为什么？试解释一下。提示：提示：如图，筷子上如图，筷子上B B点的光是从水中斜射入空气而进入眼睛点的光是从水中斜射入空气而进入眼睛的，光在水面处发生折射，折射光线远离法线，人逆着折射光的，光在水面处发生折射，折射光线远离法线，人逆着折射光线看过去，感觉光线好像是来自筷子上方线看过去，感觉光线好像是来自筷子上方BB点，筷子在水中点，筷子在水中的其他各点情形也是如此，所以我们看到插入水中的筷子会向的其他各点情形也是如此，所以我们看到插入水中的筷子会向上偏折。上偏折。参考答案：参考答案：上上 插入水中的筷子反射的光从水中进入空气时，插入水中的筷子反射的光从水中进入空气时，在水面发生折射，折射光线远离法线，人逆着折射光线看去，在水面发生折射，折射光线远离法线，人逆着折射光线看去，感觉光线好像是从筷子上方发出的，所以会看到插入水中的筷感觉光线好像是从筷子上方发出的，所以会看到插入水中的筷子向上偏折。子向上偏折。一、光的折射一、光的折射1.1.定义：光从一种介质定义：光从一种介质_入另一种介质时，传播方向发生入另一种介质时，传播方向发生_的现象。的现象。 斜射斜射偏折偏折2.2.光的折射规律：光的折射规律：(1)(1)概念：概念：法线：经过入射点并法线：经过入射点并_两个介质两个介质分界面的直线，如分界面的直线，如NNNN。入射角：入射角：_的夹角，如的夹角，如i i。折射角：折射角：_的夹角，如的夹角，如r r。垂直于垂直于入射光线与法线入射光线与法线折射光线与法线折射光线与法线(2)(2)规律：规律：三线共面：三线共面：_光线、光线、_光线和光线和_线都在同一平面内。线都在同一平面内。两线分居：两线分居：_光线、光线、_光线分居法线两侧。光线分居法线两侧。两角关系：两角关系：a.a.光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角_入射角。入射角。b.b.光从水等介质斜射入空气中时，折射角光从水等介质斜射入空气中时，折射角_入射角。入射角。c.c.入射角增大时，折射角会随着入射角增大时，折射角会随着_。d.d.光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向_。在折射现象中，光路在折射现象中，光路_。 折射折射入射入射法法折射折射入射入射小于小于大于大于增大增大不变不变可逆可逆二、光的折射现象二、光的折射现象1.1.池水看起来比实际池水看起来比实际_。2.2.筷子在水中筷子在水中_。3.3.看水中的物体比实际的看水中的物体比实际的_。4.4.海市蜃楼。海市蜃楼。 浅浅“折断折断”高一些高一些考点考点 应用光的折射规律作图应用光的折射规律作图【典例典例】(2012(2012宜昌中考宜昌中考) )如图所示，岸边有一物体如图所示，岸边有一物体B B，潜水，潜水员从水中能看见员从水中能看见B B的像的像B B1 1，请作出一条眼睛能看到，请作出一条眼睛能看到B B1 1的折射光的折射光路图。路图。【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】潜水员从水中能看见潜水员从水中能看见B B的像的像B B1 1，说明由，说明由B B点发出的点发出的光经水面发生折射，折射光线进入潜水员的眼睛，潜水员逆着光经水面发生折射，折射光线进入潜水员的眼睛，潜水员逆着光线看过去，就好像是从光线看过去，就好像是从B B1 1点发出的，潜水员的眼睛和点发出的，潜水员的眼睛和B B的像的像B B1 1的连线与水面的交点即为入射点的位置，的连线与水面的交点即为入射点的位置，B B点与入射点的连点与入射点的连线即为入射光线，入射点与潜水员眼睛的连线即为折射光线。线即为入射光线，入射点与潜水员眼睛的连线即为折射光线。答案答案: :如图所示如图所示【方法归纳方法归纳】利用光的折射规律作图利用光的折射规律作图(1)(1)已知入已知入( (折折) )射光线，作折射光线，作折( (入入) )射光线。射光线。(2)(2)已知物和像，作光路图已知物和像，作光路图1.(20121.(2012鸡西中考鸡西中考) )如图所示，属于光的折射现象的是如图所示，属于光的折射现象的是( )( )【解析解析】选选C C。本题考查光的三种现象的区分。遥控器调电视。本题考查光的三种现象的区分。遥控器调电视利用了光的反射现象，利用了光的反射现象，A A错错; ;激光准直利用了光的直线传播，激光准直利用了光的直线传播，B B错错; ; 由于光的折射从岸上看水中的物体变浅了，所以渔民叉由于光的折射从岸上看水中的物体变浅了，所以渔民叉鱼时，要瞄准看见鱼的下方才能把鱼叉到，鱼时，要瞄准看见鱼的下方才能把鱼叉到，C C对对; ;照镜子是平面照镜子是平面镜成像，属于光的反射现象，镜成像，属于光的反射现象，D D错。错。2.2.一束与水面成一束与水面成5050夹角的光线从空气斜射入水中，则折射角夹角的光线从空气斜射入水中，则折射角 ( )( )A.A.小于小于50 B.50 B.大于大于5050C.C.大于大于40 D.40 D.小于小于4040【解析解析】选选D D。本题考查光的折射规律。入射光线与水面的夹。本题考查光的折射规律。入射光线与水面的夹角为角为5050，入射角为，入射角为90-50=4090-50=40，光线从空气射入水中，光线从空气射入水中，折射角小于入射角，则折射角小于折射角小于入射角，则折射角小于4040，故选，故选D D。3.3.关于光的折射，下列说法错误的是关于光的折射，下列说法错误的是( )( )A.A.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生改变光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生改变B.B.光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角C.C.光从空气中斜射入水中，当入射角增大时，折射角也随着增光从空气中斜射入水中，当入射角增大时，折射角也随着增大，但总小于入射角大，但总小于入射角D.D.和光的反射现象一样，折射光路也是可逆的和光的反射现象一样，折射光路也是可逆的【解析解析】选选A A。光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向。光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，但垂直射入时，传播方向不变，光从空气中斜射入水会改变，但垂直射入时，传播方向不变，光从空气中斜射入水中，折射光线向法线偏折，因而折射角小于入射角，折射角随中，折射光线向法线偏折，因而折射角小于入射角，折射角随着入射角增大而增大。由于在光的折射中光路是可逆的，所以着入射角增大而增大。由于在光的折射中光路是可逆的，所以反过来不难理解，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射反过来不难理解，光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。角。 4.4.观察拍摄于水边的风景照片时，总会发现倒影部分比景物本观察拍摄于水边的风景照片时，总会发现倒影部分比景物本身暗一些，这是光从空气射到水面上时，由于光的身暗一些，这是光从空气射到水面上时，由于光的_( (选填选填“反射反射”或或“折射折射”) )，一部分光进入水中的缘故。，一部分光进入水中的缘故。 【解析解析】光从空气射到水面上时既发生反射也发生折射，水面光从空气射到水面上时既发生反射也发生折射，水面上的倒影是由于光的反射现象形成的，由于一部分光发生折射上的倒影是由于光的反射现象形成的，由于一部分光发生折射进入水中，所以水面倒影部分比景物本身暗一些。进入水中，所以水面倒影部分比景物本身暗一些。答案答案: :折射折射5.5.如图所示，如图所示，MNMN为两种介质的界面，光线为两种介质的界面，光线AOAO为为_光线，光线，光线光线OBOB为为_光线，光线光线，光线OCOC为为_光线。从图中可知入光线。从图中可知入射角为射角为_，反射角为，反射角为_，折射角为，折射角为_。【解析解析】本题主要考查在光的折射和反射现象中的入射角、反本题主要考查在光的折射和反射现象中的入射角、反射角、折射角的概念及反射定律和折射规律。射角、折射角的概念及反射定律和折射规律。MNMN为两种介质的为两种介质的界面，则界面，则DQDQ为法线，观察题图可知光线为法线，观察题图可知光线AOAO是射向界面的一条光是射向界面的一条光线，即为入射光线，光线经界面又返回到同种介质中，故光线线，即为入射光线，光线经界面又返回到同种介质中，故光线OBOB为反射光线，光线为反射光线，光线OCOC经界面后射入了另一种介质，故光线经界面后射入了另一种介质，故光线OCOC为折射光线。入射光线为折射光线。入射光线AOAO与法线的夹角与法线的夹角AODAOD是入射角，是入射角，AOD=90-35=55AOD=90-35=55，在反射现象中，反射角等于入射角，在反射现象中，反射角等于入射角，所以反射角也为所以反射角也为5555，折射光线，折射光线OCOC与法线的夹角与法线的夹角COQCOQ是折射是折射角，角，COQ =90-50=40COQ =90-50=40。答案：答案：入射入射 反射反射 折射折射 55 55 4055 55 406.“6.“日出江花红胜火日出江花红胜火, ,春来江水绿如蓝春来江水绿如蓝”描写了美丽的江南风描写了美丽的江南风光，诗人看到的日出并非太阳的实际位置，而是光线经过不均光，诗人看到的日出并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀大气时发生了匀大气时发生了_而形成的像，太阳实际在地平线而形成的像，太阳实际在地平线_(_(选填选填“以下以下”或或“以上以上”) )。【解析解析】光线在同种均匀介质中沿直线传播，在不均匀介质中光线在同种均匀介质中沿直线传播，在不均匀介质中光线不断弯曲，发生折射现象，使我们看到的像在实际太阳的光线不断弯曲，发生折射现象，使我们看到的像在实际太阳的上方。上方。答案答案: :折射折射 以下以下7.(20127.(2012成都中考成都中考) )如图所示，一束光如图所示，一束光AOAO从空气斜射入水中，从空气斜射入水中，请在图中画出：请在图中画出：(1)(1)过过O O点的法线；点的法线；(2)(2)折射光线的大致方向。折射光线的大致方向。【解析解析】法线是指通过入射点法线是指通过入射点O O垂直于界面的一条直线，因为垂直于界面的一条直线，因为法线不是真实存在的，所以应用虚线表示；根据光的折射规律法线不是真实存在的，所以应用虚线表示；根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折，可知，当光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。折射角小于入射角。答案答案: :如图所示如图所示 找找你容易错在哪里？找找你容易错在哪里？如图所示，湖底如图所示，湖底A A点发出一束光斜射向水面。请画出该束光进点发出一束光斜射向水面。请画出该束光进入空气后的大致光路图，并标出折射角入空气后的大致光路图，并标出折射角r r。【学生自答学生自答】【教师点评教师点评】法线正确；法线正确；折射光线错误，应远离法线；折射光线错误，应远离法线；折射角标错，应是折射光线与法线的夹角。折射角标错，应是折射光线与法线的夹角。【正确作图正确作图】