内容正文:
第四章 光现象
4.4 光的折射
一、教学目标
知识与能力:
1.了解光的折射的现象.
2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性.
教学重点:知道光的折射规律。
教学难点:解释简单的折射现象。
二、新知识讲解
知识要点一 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,传播方向发生了________,这种现象叫作光的折射。
2.发生光的折射的条件
光从一种介质________入另一种介质。
【答案】 偏折 斜射
知识要点二 光的折射规律
1.与折射有关的几个概念
(1)入射点:入射光线与两种介质界面的交点(O ),如图所示。
(2)法线:经过入射点O 并________于界面的虚线(NN ′),如图所示。
(3)入射光线:射向界面的光线(AO ),如图所示。
(4)折射光线:当一束光线在一种介质斜射入另一种介质时,方向发生偏折后的传播光线(OB ),如图所示。
(5)入射角:____________与________的夹角(∠AON ),如图所示。
(6)折射角:____________与________的夹角(∠BON ′),如图所示。
2.探究光的折射规律
实验器材:激光笔、水槽、一个可折叠的光屏。
实验装置:如图所示。
实验步骤:(1)让光从空气中进入水中,观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系,比较折射角和入射角的大小;
(2)改变入射角的大小,观察折射角的变化情况;
(3)让光从空气中垂直进入水中,观察折射情况;
(4)让光逆着折射光线的方向从水中射入空气中,观察折射情况。
实验结论:
(1)折射光线与入射光线、法线在 ,折射光线与人射光线分居法线 。
(2)当光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角 入射角;当光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角 入射角;当入射角增大时,折射角也增大。
(3)在折射现象中,光路是 的。
【方法巧记】三线同面,两线分居,变化一致,空气角大,光路可逆。
【答案】 (2)垂直 (5)入射光线 法线 (6)折射光线 法线
(1)同一平面内 两侧(2)小于 大于 (3)可逆
知识要点三 生活中的折射现象
1.从空气中看水中的物体
(1)水中鱼位置“升高”的原理:如图甲所示,假设A点为鱼,从A点(鱼)发出的无数条光线中任取两条AB、AC,则光线AB、AC 在水面处发生折射,其折射光线分别为BD 和CE。当两条折射光线BD、CE 射入我们眼里时,我们就感到光线像是从BD 和CE 的反向延长线的交点发出的,所以在我们看来A点的鱼就到了A′点,于是鱼的位置“升高”了。
(2)池水变浅的原理图,如图乙所示。
(3)筷子变弯的原理图,如图丙所示。
2.从水中看空气中的物体岸上的树变高的原理图,如图丁所示。
【拓展】三种光现象的辨析:区分三种光现象的关键点是介质。在同种均匀介质中发生的是光的直线传播;在两种介质表面发生的是光的反射;从一种透明介质进入另一种透明介质发生的是光的折射。
3、 例题、练习
例1 下列属于光的折射现象的是( )
A: 坐井观天,所见甚小
B: 从鱼缸侧面看鱼,发现鱼会变大
C: “猪八戒”照镜子,里外不是人
D: 漫步在巴河的滨江大道,看到岸边垂柳在水中的倒影
【答案】B
【解析】光的折射现象发生在两种不同介质的界面上,且会导致物体成像与原位置发生偏离;光的反射发生在两种不同介质的界面,但会返回到原来介质;光的直线传播发生在同种均匀介质中。
练1.1 岸上的人观察到的下列现象中,由于光的折射形成的是( )
A: 水中鱼
B: 水中影
C: 水中月
D: 水中的彩霞
【答案】A
【解析】A、水中的鱼是我们看到的鱼在水中的虚像,是鱼反射的光线经水面折射进入我们眼睛形成的,这是光的折射,故A正确;
B、水中的倒影是岸上物体在水中的像,是物体反射的光经水面反射进入我们眼睛形成的,这是光的反射,故B错误;
C、水中月是月亮在水中的像,是月光经水面反射进入我们眼睛形成的,是光的反射,故C错误; D、水中彩霞是空中彩霞的光经水面反射后进入我们眼睛形成的像,这是光的反射,故D错误。
练1.2 如图所示的四种现象中,由于光的折射形成的是( )
A: 树叶在地面上的影子
B: 景物在水中的倒影
C: 人的腿在水中“变短”了
D: 皮影在幕布上的影子
【答案】C
【解析】A、沿直线传播的光照到不透明的物体,被物体挡住,形成影子,影子是由光的直线传播形成的, 不属于光的折射现象,故A错误;
B、景物在水中的倒影是平面镜成像,是光的反射形成的,不属于光的折射现象,故B错误