内容正文:
探索 物理
Exploring physics
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第4节 光的折射
第四章 光现象
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导入
烧杯中放有一支铅笔,怎样在不触碰铅笔的情况下,使铅笔折断?
这与光的折射现象有关。
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一、光的折射
回顾之前的内容,在什么条件下光沿直线传播?
光在同一种均匀介质中传播时。
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,情况又会怎样呢?
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一、光的折射
实验:探究光折射时的特点
实验步骤:
(1)让一束光从空气以不同的角度(入射角分别为0°、30°、45°、60°)射入水中,观察光束在空气中和水中的径迹,光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折?是向界面偏折呢,还是向法线偏折?
(2)分别记录入射光线与法线的夹角、折射光线与法线的夹角。
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一、光的折射
(3)如果让光逆着折射光的方向从水射入空气中,观察进入空气中的折射光是否逆着原来的入射光的方向射出?
(4)让一束光斜射入玻璃中,观察光束进入玻璃中以后传播方向是否发生了偏折?
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一、光的折射
改变光束从空气射入水中的角度的目的是?
减少偶然性,寻找普遍规律。
注意:需要换用不同的透明介质进行多次实验。
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一、光的折射
经过入射点0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。
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一、光的折射
光从空气斜射入水中或其他介质中时,传播方向发生了偏折,这种现象叫做光的折射。
(光从一种介质斜射入另一种介质)
注意:在疏密不均匀的同种介质中时,光的传播方向也会发生偏折。
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一、光的折射
根据实验中的观察与记录的数据,分析并归纳光折射时的特点。
(1)光发生折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(2)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
(3)当入射角增大时,折射角也增大。
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一、光的折射
(4)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
口诀:三线共面、法线居中、空中大角、变化一致、垂直不变。
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一、光的折射
(5)在折射现象中,光路可逆。
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一、光的折射
光折射的作图技巧:
空气的一侧不管是入射角还是折射角,都比另一侧的水或其他介质的折射角或入射角要大。【空中大角】
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一、光的折射
小试牛刀:
1.如图所示,光在玻璃和空气的界面MN同时发生了反射和折射,以下说法正确的是( )
A.入射角为60°,界面右侧是空气
B.折射角为40°,界面右侧是玻璃
C.入射角为30°,界面左侧是空气
D.折射角为50°,界面左侧是玻璃
D
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一、光的折射
2.如图,一束光射入水中,在水底形成光斑。
(1)画出光射到水面的反射光线并标出反射角的度数;
(2)画出水中的折射光线;
(3)如果再往水槽内加水,
光斑将 (选填“往右”、“不”或“往左”)移动。(水未溢出)
往左
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一、光的折射
3.在图中作出光线在空气与水面发生折射的大致光路图。
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一、光的折射
4.如图,一束光从截面为直角三角形的玻璃砖AB面垂直射入,请画出光束进入玻璃砖并从玻璃砖AC面射出的大致光路。
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一、光的折射
5.小吕同学在做探究光的折射特点实验,探究光从空气射入水中时的光的折射特点。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到以下数据(见表格)。
(1)分析表格中的数据,可得出的结论是:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生 和 现象。
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:
且折射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射到水面时,折射角等于 。
(2)根据表格还能观察到反射角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。
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入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
反射
折射
当入射角增大时,折射角也增大。
小于
0°
等于
二、生活中的折射现象
生活中有哪些与折射有关的现象?
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二、生活中的折射现象
1.池水看起来比实际的浅。
池底某点发出的光从水中斜射向空气时会发生偏折,逆着折射光看去,由于有光沿直线传播的经验,人会感觉进入人眼的这些光好像是从折射光线的反向延长线相交的某点(虚像)发出的,就会感觉这点的位置升高了。
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二、生活中的折射现象
潜水员在水里看岸上的树比实际高度要高,为什么?
由于光的折射现象,从水中去看空气中的物体,看到物体(虚像)的位置会比实际的升高。
总结:不论是从岸上看水下景物,还是