第7讲 光的折射（讲义）-2023-2024学年八年级物理上册基础讲义（沪教版）

八年级物理基础讲义 第7讲 光的折射 1、 基本概念 1. 光的折射现象： 我们说光沿线传播，是指光在同一种均匀介质中传播的情形。如果光从一种介质进入另一种介质，例如从空气进入水或玻璃时，情况又会怎么样呢？ 演示实验：让一束光从不同的角度射入水中，观察光束的在空气和水中的传播路径。 以经过入射点O并垂直于水面的直线ON作为法线，入射光线与法线的夹角i叫做入射角，折射光线与法线的夹角r叫做折射角。 由实验可知，光从一种介质______入另一种介质中时，光的传播方向发生了____，这种现象叫做光的折射。 说明： （1）光的折射现象是由于光在不同介质中的_______不同引起的 （2）通常在发生光的折射现象时，也同时会发生_________现象 （3）光垂直入射界面时，不会发生折射，即光的传播方向不改变 2. 光的折射定律 a) 实验：探究光的折射时的规律 光折射时遵循什么规律？也就是说，折射光线沿什么方向射出？ b) 步骤：把一张纸板竖直地立在水中。使一束光线贴着纸板沿某一角度射到O点。 多次改变光束入射的角度，观察光线的传播路径，及位置关系，角度的大小关系。 c) 结论： i. 折射光线、入射光线和法线____________________________。 ii. 折射光线、入射光线分别位于法线的____________________。 iii. 光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向______方向偏折，折射角_____入射角。当入射角增大时，折射角_______。 光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射光线向______方向偏折，折射角_____入射角。当入射角增大时，折射角_______。 3. 光路的可逆性 在上面的实验中，如果让光逆着折射光的方向射到镜面，那么，它被折射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在折射现象中，光路可逆。 4. 折射率 当光从真空斜射入某种介质时，我们把入射角的正弦和折射角的正弦之比叫做这种介质的射射率，这个常数用字母n表示，它是反映介质光学性质的物理量。介质的折射率等于光在真空中的速度跟光在这种介质中的速度之比。表达式为： 5. 生活中的折射现象 1） 鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。试着用光的折射的知识来解释。 2） 海市蜃楼 光在同种均匀介质中沿直线传播。如果介质疏密不均，光就不会沿直线传播，而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附件空气的温度比上面的空气低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼睛，但有一些射向空气中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面，进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 6. 光的全反射 光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。随着入射角的增大，折射角也增大，折射光线逐渐减弱。当入射角增大到某一值时，折射角先达到90°。如果入射角再增大，就没有折射光线，这时入射光线被全部反射会原来的介质，这就是全反射现象。 全反射的应用 1） 光导纤维：现代科学技术中用的光导纤维，是一种比头发丝还细的玻璃丝，分内外两层（芯线和包层）。光从芯线射向包层时会发生全反射，这样光就在芯线内从光纤的一端传输到另一端。如果把许多光导纤维并成一束，就能传递图像，医学上用的内窥镜（胃镜）就是利用这个道理制成的。 2） 全反射棱镜： 用主截面是等腰直角三角形的玻璃棱镜，可以使垂直进入某一边的光线偏转90°或180°。所以用玻璃制作的全反射棱镜来控制光路可以起到和平面镜相同的作用，但效果比用平面镜更好，如望远镜和潜望镜中的全反射棱镜。 2、 例题分析 1. 当光线从一种透明物质进入另一种透明物质时，下列说法中正确的是（ ） A.光线的传播方向一定发生改变 B.光线的传播方向有时不发生改变 C.入射角一定小于折射角 D.入射角一定大于折射角 2. 光线从空气斜射入水中，入射角是45°。则折射角可能是（ ） A.0° B.30° C.45° D.55° 3. 一光线以跟水面成45°角从空气射向水面时，发生反射和折射，则折射光线和反射光线之间的夹角（ ） A．等于90° B．大于90° C．小于90° D．无法确定 4. 一束光线由空气斜射入水中，当入射角增大时，下列说法中错误的是（ ） A.反射角逐渐增大，折射角逐渐增大。