44光的折射 ----2024-2025学年人教版物理八年级上学期

第4节 光的折射 PART ONE 光的折射现象 斜插在水中的铅笔好像折断了，天空中的星星好像在眨眼睛，你知道这些奇异的现象是怎么回事吗？让我们一起来走进今天的物理课堂，谜底自然就会揭晓。 1.提出问题：光在同一种均匀介质中沿直线传播，当光从一种介质进入另一种介质时，会发生什么现象呢？ 探究光的折射现象 2.实验过程： ①如图所示，让激光笔发出的一束光斜射入水中，观察光的整个传播路径。 现象：光由空气斜射入水中时，在分界面上，一部分发生反射，一部分发生偏折。 空气 水 激光笔 ②如图所示，让激光笔发出的一束光穿过一块玻璃砖，观察光的整个传播路径。 现象：光由空气斜射入玻璃时，在分界面上光的传播方向发生偏折；光由玻璃斜射入空气时，在分界面上光的传播方向也会发生偏折。 3.实验结论： 当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向要发生偏折；当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不发生偏折。 ③如图所示，让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜，观察光的整个传播路径。 现象：光由空气垂直射入玻璃时，光的传播方向不发生改变；光由玻璃垂直射入空气时，光的传播方向也不发生改变。 知识点 一 光的折射现象 记笔记！ 要考的！ 1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折， 这种现象叫做光的折射。 注意：①光从一种介质斜射入另一种介质发生折射时，也会发生反射。 ②如果同种介质疏密不均匀，光在其中传播时发生的偏折也属于折射。 2.描述折射现象的几个概念 α β B 空气 水（玻璃） N N′ A O M M′ a. 入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO. b. 折射光线：进入另一种介质的光线OB. c. 法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′. d. 入射角：入射光线与法线的夹角 α. e. 折射角：折射光线与法线的夹角 β. 知识点 一 光的折射现象 记笔记！ 要考的！ 1. 下列现象中，属于光的折射现象的是（　 　） A．日偏食的形成 B．池水中的鱼看起来“变浅”了 C．汽车“后视镜”中的景物 D．白云在水中的倒影 B 随堂检测： 观察水边的风景照片时，总会发现“倒影”部分比景物本身暗一些，这是由于（ ） 光被反射掉一部分 眼睛有一种错觉 C. 入射水面的光有一部分折射入水中 D. 冲洗照片的质量有问题 C 随堂检测： 3．下列图中，正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路的是（ ） A B C D C 随堂检测：  (2023山东桓台期中)有一束光在有机玻璃和空气这两种物 质间进行传播,在它们的分界面上发生了光的反射和折射现象 (如图),其中MM'、NN'分别是界面或法线,则折射角为　　　     度,空气在　　　    (选填“MM'上”“MM'下”“NN'左”或 “NN'右”)侧。   30 NN' 左 随堂检测： 3.当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向 （填“不一定”或“一定”）发生偏折。光在空气和水的 分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角 为 （填“∠1”“∠2”或“∠3”），分界面的 （填“上” “下” “左”或“右”）方为水。 不一定 ∠2 上 随堂检测： 9.如图所示，一束光在空气和玻璃 两种介质的界面上同时发生反射和折射 （图中入射光线、反射光线和折射光线 的方向均未标出），其中入射光线______， 入射角等于_______；反射光线_______， 反射角等于_______； 折射光线_______， 折射角等于_______；分界面为_______，这束光线是由________射入________。（最后两空均填“空气” 或“玻璃”） EO 30° OF 30° OG 45° AB 玻璃 空气 随堂检测： 2.（3分）如图所示，一束光从介质甲射向介质乙，两种介质中有一种是空气，另一种是玻璃，MN是其分界面。则图中的折射角和甲介质的种类分别是 （ ) A．50°、空气 B．50°、玻璃 C．60°、空气 D．60°、玻璃 D 随堂检测： 7.已知光从空气斜射入其他介质中时会发生偏折，偏折程度可用折射率表示，折射率越大偏折越大（光线越靠近法线）。下表列出了一些常见介质的折射率。如图所示，光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折，是因为水的折射率大于空气。根据以上信息，下列说法正确的是（ ） C A．光在水中不能沿直线传播 B．光从空气斜射入乙醇中时，折射光线向远离法线的方向偏折 C．光从玻璃斜射入乙醇中时，折射光线向远离法线的方向偏折 D．光从水中斜射入玻璃中时，折射光线向远离法线的方向偏折 介质 折射率 介质 折射率 空气（气体） 1.00 乙醇（液体） 1.36 水（液体） 1.33 玻璃（固体） 1.52 随堂检测：  (2022内蒙古鄂尔多斯中考)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.树荫下圆形的光斑　　     B.汽车后视镜中的像 C.水中筷子“折断”　　     D.人能看到课本 C 随堂检测： 3.[2023丹东中考]下列现象中，属于光的折射现象的是( ) B 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 随堂检测： 18 2.把玻璃杯放在有“物理”两字的书上，往杯内注水至将近满， 如图所示，图中“物”字是( ) A A.变浅的虚像 B.变浅的实像 C.变深的虚像 D.变深的实像 随堂检测： 19 1.如图所示，将刻度尺斜插入水中，从水面上看去，水中尺 子的刻度线的情况是( ) B A.变得疏了 B.变得密了 C.一部分变疏一部分变密 D.疏密没有变化 随堂检测： 20 PART TWO 光的折射特点 【设计实验】 ①实验器材 激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。 ②如图所示，让一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中，观察光束在空气和玻璃砖中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验。 让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中（或从玻璃垂直射到空气中），观察光的传播路线。 同时改变介质进行多次实验寻找普遍规律。 【进行实验】 ①让光从空气斜射入水或玻璃中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。 ②改变入射角的大小，观察并记录折射角的变化情况。 ③让光从玻璃斜射入空气中，观察光的整个传播路径， 比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。 ④改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 ⑤让光垂直射入玻璃，观察光的整个传播路径。 ⑥如图所示，让光从空气斜射入半圆形玻璃砖，同时逆着折射光射入另一束光，观察两束光在空气中的传播途径。 【收集证据】 实验数据记录表格： 介质 入射角 折射角 光从空气斜射入玻璃 光从空气斜射入玻璃 光从空气斜射入玻璃 光从空气垂直入玻璃 【分析论证】 ①当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。 当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。 ②当光从空气垂直射入玻璃中时，传播方向不变。 ③光从玻璃斜射入空气中时，可以看到， 进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出，就是说，在折射中光路也是可逆的。这时的折射角大于入射角。 折射角 入射角 折射角 入射角 ④实验结论：光的折射特点 光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。 当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向不变。 在折射现象中，光路可逆。 光从水中或玻璃中斜射入空中时，折射光线远离法线，折射角大于入射角。 知识点 二 光的折射规律 记笔记！ 要考的！ 空气 界面 水（或玻璃） 入射光线 折射光线 入射光原方向 法线 O 入射角α 反射角β 折射角γ 反射光线 1. 光从空气斜射入水中时，在界面处发生折射时遵守折射规律，发生反射时，遵守反射定律。 知识点 二 光的折射规律 记笔记！ 要考的！ 2.规律： 三线共面：光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内； 两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线两侧； 同增同减：折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 注意：在光的折射中，光路是可逆的。 垂直入射，光路不变（全反射） B i r N N′ o 空气 玻璃 A 5. 如图所示，一束光从空气斜射到水面，若入射方向由AO 变到BO，则(　D　) A. 反射角减小，折射角增大 B. 反射角增大，折射角减小 C. 反射角减小，折射角减小 D. 反射角增大，折射角增大 D 随堂检测： 1.小丽在学习《光现象》这一章节的内容时产生了下面一些想法，其中错误的是 （ 　　） A.光从空气射入另一种介质中，光的传播方向不一定改变 B.光从空气射入水中，虽会发生折射现象，但光线进入水中后，仍沿直线传播 C.入射光从空气斜射入水面，其反射光线和折射光线是关于水面对称的 D.光从空气斜射入另一种介质中，折射光线可能靠近法线 Ｃ 随堂检测： 4.一束光由空气斜射入水中，入射角逐渐增大，则折射角 （ ） A.逐渐减小 B.不变 C.逐渐增大，但总小于入射角 D. 逐渐增大，可能大于入射角 C 随堂检测： 1.(3分)关于光的折射现象，下列说法中不正确的是（ ) A．折射光线与入射光线和法线在同一平面内 B．折射光线与入射光线分别位于法线两侧 C．在光的折射现象中，光路是可逆的 D．在入射角不断增大的过程中，折射角随之不断减小 D 随堂检测： 9. 【科学推理】 [2023淮南一模]如图所示，一束光斜射入玻 璃砖(图中矩形表示玻璃砖)，光在玻璃砖中的传播路径未 画出，图中①、②、③为光射出玻璃砖时的可能路径，则 下列说法中正确的是(　A　) A A. 光可能会沿着路径①射出玻璃砖 B. 光可能会沿着路径②射出玻璃砖 C. 光可能会沿着路径③射出玻璃砖 D. 以上选项都有可能 随堂检测： 5.（6分）如图所示是研究光的折射现象的实验装置，激光笔射出的光从空气中斜射入半圆形玻璃砖，图中的折射角是_______度，当入射角增大时，折射角将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，在光屏上看到折射光线亮度________(填“大于”“等于”或“小于”)入射光线亮度。 30 增大 小于 随堂检测： 2.如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（ ） A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点 Ｂ 随堂检测： 8．一只燕子在平静的湖面上飞过，湖面上映出燕子的“倒影”，这是光的________形成的。我们能从不同角度看到燕子，这是由于光在燕子身体表面发生了________的缘故。从早晨到正午，太阳光射到水面上，入射角逐渐变________，折射角逐渐变________（均填“大”或“小”）。 反射 漫反射 小 小 随堂检测： 4.如图甲所示， 小明将一枚硬币放在碗的底部，眼睛 从处移到 处的过程中都能看到硬 币，再稍向后移就看不到它，这是因 直线 折射 虚 为光在同种均匀介质中是沿______传播的.如图乙所示，沿碗壁缓缓向碗 中加水，小明在 处又看到硬币，这是光的______现象，此时小明看到的 是硬币的____（填“虚”或“实”）像，用激光笔从处向___（填“”或“ ”） 处照射，可照亮硬币. 随堂检测： 41 7. [2023徐州]如图所示，一束光从空气斜射入水中，请画出 光在水中的折射光线。 随堂检测： （1）一束光沿AO方向从空气斜射入水中，请在图甲中画出折射光线的大致方向。 （2）如图乙所示，一束光从水斜射入空气中，请画出折射光线的大致方向，并标出折射角。 随堂检测： 2.[2023德阳中考]光从玻璃斜射入空气中，在玻璃与空气的交界面上发生 折射和反射，反射光线如图所示，请在图中画出入射光线 和折射光 线 的大致方向. 如图所示. 随堂检测： 44 （2020·南充中考）一束光从空气射入玻璃砖，并穿过玻璃砖。请画出这 束光进入和离开玻璃砖的折射光线。 随堂检测： 如图所示,一束光从空气斜射向玻璃,请在图中画出折射光线的大致方向。   答案　如图所示   随堂检测： 5.[2024新疆一模]如图所示，一束光射向一块玻璃砖.请画出这束光进入 玻璃砖和离开玻璃砖后的径迹（请保留作图痕迹，注意画出法线）. 如图所示. 随堂检测： 穿过同种介质，平行射入，一定平行射出！！！ 47 穿过同种介质，平行射入，一定平行射出！！！ 知识点 二 光的折射规律 记笔记！ 要考的！ 3.与厚玻璃砖有关的折射问题： 折射两次 第一次，从空气到玻璃砖（有阻碍，折射角内偏） 第二次，从玻璃砖到空气（没阻碍，折射角外偏） 知识点 二 光的折射规律 记笔记！ 要考的！ 4.全反射： 光从玻璃中射向空气，当入射角增大到41.8°时，折射光消失，只存在 入射光与反射光，这种现象叫作光的全反射，发生这种现象时的入射角叫 作这种物质的临界角。当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射. 只能由玻璃射向空气哦！ 当光从空气斜射入玻璃时，折射角总小于入射角 12. 钻石素有“宝石之王”的称谓，因其优越的特性和漂亮的外表而受到大众喜爱(图甲)。钻石闪闪发光的奥秘在于控制切割钻石的角度，使入射光线不穿透下部亭部面，而被全部反射。图乙为光线经钻石传播的部分光路图，请补充光传播到E处后的折射光线。 随堂检测： 4.如图，作出光从水中射向空气时的反射光线和大致的折射光线。 解： 随堂检测： 2. 一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°角(如图所示)，反射光线与折射光线的夹角为83°，则反射角的大小为_____，折射角的大小为_____。 37° 60° 60° 反射角60° 30° 83° 53° 37° 折射角 随堂检测： 如图是小亮“探究光的折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据。 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° 随堂检测： （1）由图实验现象可以看出，当光从空气中斜射入水中时同时发生了光的___________和_____________现象。 （2）分析表中数据可知，当光从空气中斜射入水中时，折射角___________（填“大于”或“小于”）入射角，且折射角随入射角的增大而___________（填“增大”或“减小”）。当光从空气中垂直射入水中时，折射角等于___________。 反射 折射 小于 增大 0° 入射角 0° 15° 30° 45° 60° 反射角 0° 15° 30° 45° 60° 折射角 0° 11° 22° 32° 40° 如图所示的实验装置，可以用来研究光从水斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。 （1）使入射角i在一定范围内由小变大，会发现折射角y________（填“变大” 或“变小”），且折射角总是大于相应的入射角。 变大 随堂检测： （2）当入射角i增大到某一值时，折射角y会达到最大值，该最大值是________。 （3）若继续增大入射角i ,将会发现不再有________光线,而只存在反射光线。 90° 折射 PART THREE 光的折射应用 池底为什么看起来比实际浅呢？ 池底实际位置S 虚像S′ 人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像，这点的位置比实际位置升高了。 （1）池底变浅 P P1 结论：从空气中观察水中物体的位置比实际浅。 筷子向上偏折 鱼的实际位置S S′ 鱼的虚像 （2）鱼在哪里？ 有经验的渔民怎样才能叉到鱼？ 折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。 有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 如图所示 ，假设从岸上的树上A点发出的两条光线经折射后射入人眼（光由空气斜射入水中，折射角小于入射角），折射光线的反向延长线将相交于A′点， 人有光沿直线传播的经验，逆着折射光看去，会觉得光好像是从A′点发出的，所以人看到的是岸上的树的虚像，它比树的真实位置偏高。 2.“变高”的奥秘 （3）海市蜃楼的奥秘 河北邢台的海市蜃楼景象 海市蜃楼是一种由光在不均匀介质中传播时发生弯折而产生的现象。 5.“错位” 的奥秘 前面我们看到的铅笔错位这个现象也是由光的折射形成的。 从铅笔的S点射出的光，由空气射到玻璃中再射向空气时发生两次折射，折射光的反向延长线交于S′点，这就是所看到的铅笔的位置，即铅笔的虚像。 S S′ 我们看到的日出是实际的日出吗？ 看到的日出比实际早 知识点 三 光的折射应用 记笔记！ 要考的！ 1.核心点：人总是以光的直线传播为经验，造成偏差。 沿直线传播作图，一定是错误的虚像，交点一定是折射点。 池底实际位置S 虚像S′ S S′ 叉鱼朝着看到的鱼下方下手 激光照鱼？对准看到的鱼（光不会偏差、光路可逆） 人眼不能发光 同一块玻璃，入射和出射光线要平行哦！ 4.如图所示，游客通过海底观光隧道观看海底的海洋世界 点是游客的眼 睛，、 两点分别是游客看到的鱼以及水中鱼的实际位置，请完成游客 在 点看到水中鱼的光路图. 如图所示. 随堂检测： 66 11. 池塘里水的实际深度比看起来的深度要大，不能贸然下 水游泳。图中A为水底的物体，A'是岸边儿童看到A的 像。请你在图中作出过O点的入射光线和折射光线。 随堂检测： 8. [2024江门模拟]如图所示，在装有水的容器左上方有一支 激光笔，笔身倾斜的方向对准容器底部的O点，此时打开 激光笔，欲使激光照射到O点，以下操作可行的是(　B　) A. 保持笔身倾角和位置不变，直接打开激光笔 B. 保持笔身倾角不变，向右平移激光笔 C. 保持笔身倾角不变，向左平移激光笔 D. 保持激光笔的位置不变，增大笔身倾角 B 随堂检测： 10. [2023郑州金水区期末]如图所示，人眼在岸上M点看到水 中P点有一条“小鱼”。若从M点射出一束光，使光能照 射到真实的小鱼，该束光应射向(　A　) A. P点 B. P点的下方 C. P点的左方 D. P点的上方 A 随堂检测： 如图所示，小华同学用激光笔照射水面，在水槽壁上出现两个红点和 . （1）若保持入射点的位置不变，欲使点下移至，应使入射光线 绕着点 沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向转动；同时观察到 另一亮点点会移动到点____（填“”或“ ”）. 顺时针 随堂检测： 70 （2）若保持入射光线不变，欲使点下移至 ，应使水面______ （填“上升”“下降”或“不变”），在水面变化过程中，折射角______ （填“增大”“不变”或“减小”）. 上升 不变 随堂检测： 71 12. 【跨学科·语文】 [2023济南长清区期中]诗句“大漠孤烟 直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷，其实 诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示)，而 是太阳光经过不均匀的大气层发生了 ⁠所成的虚 像，太阳的实际位置在 (填“甲”或“乙”)。 折射　 乙　 随堂检测： 【变式拓展2】如图所示，小梦用激光笔对准看到的小鱼照射，以下说法正确的是 （ ) A．能照亮小鱼，因为激光照到了鱼身上 B．不能照亮小鱼，因为激光照到鱼身的上方 C．不能照亮小鱼，因为激光照到鱼身的下方 D．能照亮小鱼，因为激光照到鱼的像上，使像反射的光变强 A 随堂检测： 光的折射 池水变浅、海市蜃楼等 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折 折射现象中，光路可逆 光的折射特点 三线共面、 两角不等，折射与入射光线分居法线两侧 现象 实验探究 可逆性 $$