内容正文:
第十三讲 光的折射
【学习目标】
1.知道光的折射现象,体验折射引起的错觉;
2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律;
3.理解光在发生折射时,光路的可逆性;
4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。
【基础知识】
知识点一、光的折射现象
1、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射。
2、基本概念
概念
定义
图示
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质被折射后的光线OB
法线
垂直于两介质分界面的直线MN
入射角
入射光线与法线的夹角i
折射角
折射光线与法线的夹角θ
3、日常现象:
(1)筷子“弯折”;
(2)池水变浅;
(3)海市蜃楼。
知识点诠释:
1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的介质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。如下图所示:
2、在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
3、光从一种介质垂直射入另一种介质时,它的传播方向不会发生改变。
知识点二、光的折射规律
光的折射规律:
(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面上;(三线一面)
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧;(两线分居)
(3)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;
(4)入射角增大时,折射角也随着增大;
2、在光的折射现象中光路是可逆的。
知识点诠释:
1、两角关系:
(1)入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°;
(2)光从空气斜射入水等介质中时,折射角小于入射角;
(3)光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
(4)注意无论是折射角还是入射角,在空气中的角总是较大的。
2、光斜射到两种介质的分界面时,光的传播方向发生了偏折;但是光垂直照射到两种介质的交界面时,入射角为零度,折射角为零度,光还是沿直线传播。
3、光的折射看到的是物体的虚像。
【考点剖析】
考点一、光的折射规律
例1.下面哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路( )
【答案】C
【解析】A、光从空气斜射入玻璃中,折射角应小于入射角,而图中折射角却大于入射角,故本选项错误;B、折射光线与入射光线在法线的同侧了,所以画法错误,不符合题意;C、光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角.故本选项正确.符合题意;D、光从空气斜射入玻璃,光的传播方向没有变,故本选项错误,不符合题意;故选C。
【总结升华】题目考查了光的折射规律,解答这类题目要注意,光是从空气斜射入其它介质,还是从其它介质斜射入空气。在空气中的角总是大的。
举一反三:
【变式】下图是光线通过厚玻璃板的折射光路示意图,其中正确的是( )
【答案】A
例2.下列关于光的折射的说法中正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质时传播方向一定改变
B.折射角就是折射光线与镜面的夹角
C.发生光的折射时,折射角总是大于入射角
D.入射角增大时,折射角也随着增大
【思路点拨】(1)光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一般会发生变化;(2)反射角、折射角、入射角,都是光线与法线的夹角;(3)发生折射现象时,在光速较大的介质中的角大;(4)折射角随入射角的增大而增大。
【答案】D
【解析】A、垂直入射时传播方向不变,故A错误;B、折射角是折射光线与法线的夹角,故B错误;
C、光由空气斜射入其他介质时折射角小于入射角,由其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角,故C错误;D、入射角增大,折射角也增大,故D正确。
【总结升华】(1)光线传播方向发生改变要注意:斜射入、一般会改变;(2)折射角随入射角的增大而增大,但折射角不是一定大于入射角。
举一反三:
【变式】如图所示,一束光从空气斜射入水中,此时入射角为 度,折射角 入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”);增大入射角时,折射角 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
【答案】30;小于;增大
考点二、光路的可逆性
例3. 站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体,如图,如他想用一束强光照亮物体,则应瞄准( )
A.看到的物体 B.看到的物体的下方 C.看到的物体的上方 D.看到的物体的前方
【答案】A
【解析】我们看到水中的物体,是物体的光经水面折射以后进入我们眼睛形成的,如果一束光照到此物体,根据光的传播路径的可逆性,只要逆着光传播的方向照射就可以找到物体上。
【总结升华】题目考查了光的折射中光路的可逆