内容正文:
第7讲 光的折射
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
1、 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。
题型一:光折射规律的应用
[例1]有一圆柱形敞口容器,从其左侧某一高度斜射一束激光,在容器底部产生一个光斑O,如图所示,下列操作使其光斑向左移动的是( )
A.保持水面高度不变使激光笔向右平移
B.保持水面高度和入射点不变使激光笔入射角增大
C.保持激光笔不移动且射入角度不变,向容器内缓缓加水
D.保持激光笔不移动且射入角度不变使容器水平向左移动
[变式1]光从空气斜射到水中,若入射光线与法线的夹角为50°,则折射角应为( )
A.小于50° B.等于50° C.大于50° D.等于100°
[变式2]如图是小明春游时在水边看到的美景,下图中能正确反映他看到水中“树木”的光路图是( )
A. B. C. D.
[变式3]人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处,如图所示。B处用激光射到玻璃球上,则激光应对着( )
A.正对 A 点 B.A 点的上方些 C.A 点的下方些 D.A 点的左侧
[变式4]光从空气斜射入水,下列各选项中符合光的折射规律的是( )
A. B. C. D.
题型二:光折射的可逆性
[例2]将一束红色激光由空气斜射入水中,再将另一束绿色激光对准红色激光的折射光线逆着射回去,则红、绿两条光路________(选填“重合”或“不重合”),原因是________________。
[变式1]渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准( )
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方 C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
[变式2]岸上的人可以看到潜水游泳的人,潜水游泳的人也可以看到岸上的人,这说明在折射现象中光路是______________。
[变式3]如图,人眼在A处看见河里B处有一条鱼,若从A处射出一束激光能照射到鱼的身上,则激光应向B点射出,因为光折射时遵循__________________的规律。
[变式4]小明同学在做光的反射和折射的实验时,他在第一次实验中,将一束光从空气斜射入玻璃,并将入射光线、反射光线和折射光线的位置画出来;第二次,他将同样的一束光沿第一次反射光线的位置反向射向玻璃,发现此时的反射光线与第一次反画的入射光线重合,这个现象说明:___________________________________;第三次,他将同样的一束光沿第一次折射光线的反方向由玻璃射向空气,发现此时的折射光线与第一次所画的___________________
光线重合,这说明:________________________________________。
题型三:作图题
[例3]如图所示,a、b为夹角成45°的两束光线,ABCD为玻璃器件,其中BCD为半球体,O为球心,光线a垂直AD指向O点。画出入射光线a、b进入ABCD并射出的折射光线。
[变式1]如图一束光射向半