内容正文:
4.4 光的折射(解析版)
本节学习目标
1.认识光的折射现象;
2.理解光的折射定律;
3.会利用光的折射解释生活中的常见现象;
4.理解光的折射实验探究过程。
要点一 光的折射现象及应用
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.生活中光的折射现象:
(1)筷子“弯折”;
(2)池水变浅;
(3)海市蜃楼。
要点诠释:
(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:
(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。
(4)在生活中,我们常见的折射现象很多,如:看清澈的池水,池水水底变浅;在岸上看到的鱼接近于水面;透过玻璃砖看物体发生了错位;水杯中的筷子好像弯折了;“海市蜃楼”现象等等都是光的折射现象。
【例】一束光线斜射到两种透明介质的界面上,光线与界面的夹角为20°,反射光线与折射光线恰好垂直,则入射角和折射角分别是( )。
A.20° 70° B.20° 20° C.70° 20° D.70° 70°
【答案】C。
【解析】光线与界面的夹角为20°,所以入射角为70°,根据光的反射定律,反射角等于入射角等于70°,反射光线与界面的夹角为90°-70°=20°;又反射光线与折射光线恰好垂直,所以折射光线与界面的夹角为90°-20°=70°,则折射角为90°-70°=20°;故选C。
【考点分析】此题考查了入射角、折射角、反射角的关系,关键是掌握光的反射定律、光的折射规律的内容,掌握入射角、折射角、反射角的概念。
【变式1】如图是小明和爷爷一起坐船在河中插鱼的情景,小明站在船上看到河水中的鱼比鱼的实际位置要 (选填“深”或“浅”)些,这是由于光从 中射向 时发生折射的缘故。
【答案】浅;水; 空气。
【解析】在岸上看水中的鱼,看到的鱼的位置比实际位置浅,这是由于光从水中进入空气时,在水面上发生折射光造成的;
故答案为:浅;水; 空气。
【点睛】从鱼发出的光线由水中进入空气时,在水面上发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼会逆着折射光线的方向看去,就会觉得鱼变浅了。
【考点分析】本题考查了水中的鱼看起来变浅的原因是由于光的折射造成的。
【变式2】某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则( )
A.P点在S点的下方,Q点在S点的上方 B.P点在S点的上方,Q点在S点的下方
C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方
【答案】A。
【解析】(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:
(2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下图所示:
通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。
【考点分析】题目重点考查的是作反射光线和折射光线,理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键。水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。
【变式3】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。
【考点分析】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。
要点二 光的折射定律
1.光的折