内容正文:
4.4 光的折射
知识梳理
斜射入
1.光的折射Ⅰ
(1)定义:光从一种介质 另一种介质时,传播方向发生 的现象。
(2)入射角:入射光线与 的夹角。
(3)折射角:折射光线与 的夹角。
偏折
法线
法线
法线
2.光的折射规律Ⅱ
(1)光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向 偏折,折射角 入射角。
(2)入射角增大时,折射角 。
(3)光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向 。
(4)在折射现象中,光路 。
3.生活中的折射现象Ⅲ
(1)池水看起来比实际 。
(2)筷子在水中 。
(3)海市蜃楼。
小于
增大
不变
可逆
浅
弯折
导学园地
Ⅰ.折射是在光从一种透明物质斜射入另一种透明物质的分界面处发生的。因为光是在两种物质里传播的,所以传播的速度各不相同。
Ⅱ.空气中的角总是“大角”:无论光从空气中斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,空气中的角均大于其他介质中的角。
Ⅲ.要判断是否为光的折射现象,就看光是否在两种透明介质中传播,若是在两种透明介质中传播,就是光的折射现象。
知识点一:探究光的折射规律
【典题1】下面是“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”的实验。
向左移动
甲 乙 丙
(1)如图甲,小明将一束激光射至P点,形成一个光斑,向水槽内慢慢注水,水槽底部光斑的位置将 (选填“向左移动”“向右移动”或“不动”),这说明光从空气斜射入水中时,传播方向 (选填“会”或“不会”)发生偏折。实验中光在空气中的传播路径并不清晰,为解决此问题,他在水面上方喷了一些 。
会
烟雾
在同一平面内
(2)如图乙,小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”,他使用可折转的光屏,是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。如图丙,他将光沿着AO方向射向水面上的O点,光在水中沿着OB方向射出,调整激光笔使入射光逐步偏向法线,发现折射光也逐步偏向法线,说明光从空气斜射入水中时,入射角减小,折射角随之 ______(选填“增大”“减小”或“不变”)。当光沿着NO方向射入时会沿ON'方向射出,此时折射角为 度。
减小
0
光的折射特点
(1)光的折射特点可简单归纳为三线一面,法线居中,变化一致,空气角大,光路可逆。
(2)“变化一致”指当入射角增大时,折射角也增大;“空气角大”是指发生折射时,空气一侧不管是入射角还是折射角,都比另一侧的角要大。
名师点睛
大于
【变式1】探究光折射时折射角与入射角的关系,如图所示,使一束光从甲介质斜射入乙介质,测量并记录入射角和折射角大小;改变光束射向O点的角度,进行多次实验,数据如表所示:
实验序号 1 2 3 4
入射角 10° 20° 30° 40°
折射角 15.1° 30.7° 48.6° 73.8°
(1)光从甲介质斜射入乙介质发生折射时,折射角 入射角;折射角随着入射角的增大而 。
(2)做完第4次实验后,同学们又使一束光从乙介质中以73.8°的入射角射入甲介质,测得折射角恰好为40°,这说明在折射现象中, 。
增大
光路是可逆的
B
知识点二:生活中的折射现象
【典题2】 中华文化博大精深,有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句的情境能用光的折射原理解释的是( )
A.起舞弄清影 B.潭清疑水浅
C.风吹草低见牛羊 D.楼台倒影入池塘
区分光的反射和光的折射现象
(1)在光的反射现象中,观察者与物体都在同种介质中,而折射现象中,观察者与物体分别在不同的介质中。
(2)由于光的反射而形成的虚像与物体分别在反射面(界面)的两侧,而光的折射中形成的虚像与物体都在界面的同一侧。
名师点睛
D
【变式2】 周末阳光明媚,小红和妈妈一同来到湖边散步,看到湖中柳影摇曳,鱼儿戏水。下列说法正确的是( )
A.看到的柳影是光的反射形成的实像
B.看到的柳影是光的折射形成的虚像
C.看到的鱼儿是光的反射形成的虚像
D.看到的鱼儿是光的折射形成的虚像
A
【易错专攻】
易错点:对人看到物体时光的传播方向的理解
1.站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体,如图,若他想用一束强光照亮物体,则应瞄准( )
A.看到的物体
B.看到的物体的下方
C.看到的物体的上方
D.看到的物体的前方
2.小明在岸上看池水比实际浅的原因是( )
A.从池底射出的光在水面处发生反射
B.小明的眼睛产生的错觉
C.从池底反射出的光在水面处发生折射
D.从空气射入水中的光在水面处发生折射
C
在发生折射现象时,人眼看物体,误认为光是从人眼发出的;或者误认为光从一种介质斜射入另一种介质时,只发生折射,不发生反射。
易错提醒
B
【基础达标练】
1.下列现象中,属于光的折射现象的是( )
A.日晷上的影子 B.“弯折”的筷子 C.屏上的皮影 D.水中的倒影
2.一束光线由空气斜射入水中,入射角为α,反射角为β,折射角为γ,则( )
A.α>β>γ B.α<β<γ
C.α=β<γ D.α=β>γ
D
A
3.在天宫课堂中,航天员王亚平将空气注入水球,形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如图所示,其中球心O与入射点O1的连线为法线。则进入气泡球的折射光线可能为( )
A.① B.② C.③ D.④
B
4.如图所示,有一束光线斜射入盛水的容器中,在容器底部形成光斑,保持入射光的方向不变,逐渐放掉容器中的水,容器底部的光斑将( )
A.向右移动 B.向左移动
C.保持不动 D.无法判断
5.中华优秀传统文化蕴含着丰富的物理知识。《墨经》中记载了世界上最早的“小孔成像”实验(如图所示),小孔成像是由于光的 形成的;唐代诗句“潭清疑水浅”描绘了潭水清澈,让人感觉水变浅了,这是由于光的 造成的。
直线传播
折射
60°
6.如图所示为一束光从空气斜射到某液面上,与液面的夹角为30°,且反射光线与折射光线相互垂直,则反射角是 ,折射角是 。
7.如图所示,一条光线从水中斜射向水面时发生了折射,OA为折射光线,请在图中作出大致的入射光线并标出折射角的度数。
30°
【思维拓展练】
8.如图所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点。保持眼睛和杯子的位置不变,在同学逐渐把水加入杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到。
(1)你所看到的水中硬币是一个变 (选填“浅”或“深”)的虚像。
(2)图中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αC;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB αC。
浅
=
9.科学家研制出一种新材料,以下简称“N材料”。当光线从空气中以60°入射角倾斜射入“N材料”时,发现折射光线竟然和入射光线位于法线的同侧,且此时折射角为45°,同时光路是可逆的。如图所示,将一块“N材料”板竖直放置,光线PQ以图示角度从空气射入该材料,AB、CD两表面平行。画出光线经“N材料”后,从CD面出射的光路
(标明相关角度)。
1.(2022毕节中考)下列诗词中涉及的光现象,解释正确的是( )
A.峰多巧障日——山峰挡住太阳光是因为光沿直线传播
B.潭清疑水浅——潭水看起来变浅是因为光发生了反射
C.明镜可鉴形——镜子可以成像是因为光发生了折射
D.江清月近人——看到江中的月亮,是月亮的实像
2.(2023凉山州中考)在地球上观看日出时能看到地平线以下的太阳。下列现象与此原理相同的是( )
A.茂密树荫下圆形的光斑
B.汽车后视镜中的像
C.海市蜃楼
D.用潜望镜看到海面上的物体
A
C
3.(2022贵阳中考)如图所示,一条光线从空气斜射入水中,请画出其折射光线的大致位置。(图中虚线表示法线)
4.(2022遵义中考)某同学用激光笔照射玻璃砖探究光学规律,观察到光在玻璃砖中的传播路径如图所示。请画出入射光线AO的反射光线和折射光线的大致位置。
5.(2022铜仁中考)一束光射向一块玻璃砖(如图),并穿过玻璃砖,请你画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。
6.(2023泰州中考)如图所示,一只水鸟站在水中觅食,图中的黑影是由于光的 ____ ___形成的,倒影是因光的反射形成的 像,且倒影看起来要“暗”一些,是因为有一部分光在水面处发生了 而进入水中。
直线传播
虚
折射
$$