内容正文:
第4课时 光的折射 人眼看不见的光
一、课程标准
1.通过实验探究并描述光的折射规律;
2.知道红外和线紫外线的作用及典型应用。
二、知识梳理
1.光的折射规律:光在发生折射时,折射光线、入射光线和法线在 内;折射光线和入射光线分别位于法线 ;垂直入射时折射角等于 ,传播方向不改变。入射角增大时,折射角 。当光从空气斜射入玻璃(或水)中时,折射角 入射角;当光从玻璃(或水)斜射入空气中时,折射角 入射角。
2.折射成像:折射光线反向延长的交点形成的是 像(折射光线反向延长过像点,可以作为光学作图的一个依据)。
3.红外线能使被照到的物体 ,具有 。红外线的应用有 。
紫外线具有 、 性质,紫外线应用有 。
三、考点梳理
考点一 光的折射规律
【典型例题】
(2024·石家庄)如图4-1-1甲是小明利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的传播规律, 经过多次实验并记录数据,如下表所示:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
(
图4-1-1
)37.8°
(1)分析表中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): ;
(2)由表中的数据可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 30°(选填“等于”“小于”或“大于”);
(3)若光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 ;
(4)如图4-1-1乙,小明把装置改进后继续探究光从空气斜射入水中时的传播规律。实验时,保持入射光不动,往水槽里加水,会看到水槽底部的亮斑B向 (选填“左”或“右”)移动。
【拓展变式】
1. (2023常州)海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图4-1-2所示,游客看到熊身体的光路图是图图4-1-3中的( )
2. 如图4-1-4所示,人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处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
3.如图4-1-4所示,A点在水面上方,B点在水面下方,AC、BD垂直于水面,AB连线与水面相交于E点,若从A点射出一束激光能照射到B点,则激光在水面上入射点位置在
_________ (选填“E点”、“DE之间”或“EC之间”),并请大致画出光路图。
(
图4-1-4
) (
图4-1-3
)
考点二 折射成像
【典型例题】
小红在平静的湖面看到“鸟在水中飞,鱼在鸟上游”,对该现象解释正确的( )
A. 水中的“鸟”是光的折射形成的 B. 水中的“鸟”是实像
C. 看到的“鱼”比实际位置深 D. 看到的“鱼”是虚像
【拓展变式】
1.(2024·扬州)如图4-1-5,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
2.如图4-1-6所示是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图,下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是 ( )
A.光源S所成的虚像在直线①上 B.光源S所成的虚像在直线②上
C.光源S所成的实像在直线①上 D.光源S所成的实像在直线②上
(
图4-1-6
)
(
图4-1-5
)
(
图4-1-
7
)
考点三 人眼看不见的光
【典型例题】
(2024·苏州)如4-1-7甲所示,AB之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧,测得温度T随时间t变化的图像如图4-1-7乙所示。则曲线①对应光线的特点是 ,曲线②对应的是 。
【拓展变式】
1.如图4-1-8,苏州轨道交通在站点配置了热成像仪,该仪器能检测出进站乘客的体温,极大提高了车站运行效率,该热成像仪利用了 ( )
(
图4-1-
8
)A. 超声波 B. 次声波 C. 红外线 D. 紫外线
2. 如图4-1-9所示,一束太阳光通过三棱镜射到白屏上,屏上标出了三个区域,其中能使温度计示数明显升高的区域和能识别人民币真伪的区域应该是 ( )
A. 区域①能升温,区域③能识币
B. 区域③能升温,区域①能识币
C. 区域②既能升温,又能识币
(
图4-1-
9
)D. 区域①既能升温,又能识币
课堂反馈
1.(2023•北京)一束单色光从空气斜射入水中的情境如图4-1-10所示。下列说法正确的是( )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
(
图4-1-10
)C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
2.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币如图4-1-11甲,往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了如图4-1-11乙。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( )
(1)“看不见”是由于硬币没有反射光
(2)“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
(3)“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
(4)“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
(
图4-1-1
3
)3.(2024•广元)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图4-1-12中AO为入射光线, 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(
图4-1-1
2
)
4.在“探究光折射时的特点”试验中,让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气,观察到光束在水中和空气中的径迹如图4-1-13所示。
(1)此现象说明( )
A.光路可逆 B.光在水面只发生了折射
C.光在水面只发生了反射 D.光在水面既发生了折射又发生了反射
(2)增大这一束光与竖直方向的夹角,发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大,此现象说明 (选填序号)
A.入射角增大,折射角减小
B.入射角增大,折射角增大
C.折射角的大小与入射角的大小成正比
D.折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
(3)让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向 (选填序号)。
A.向右偏 B.向左偏 C.不偏
5.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?小华在光屏上记录下了如图4-1-14所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 ;若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 射出的折射光线更远离法线。
(
图4-1-1
5
) (
图4-1-1
4
)
6.如图4-1-15所示,如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中 是入射光线,折射角的大小是 。
7.(2024·常州)激光束AO由空气斜射向水面,请在图4-1-16中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
(
图4-1-1
7
) (
图4-1-1
6
)
8.(2024·盐城)如图4-1-16所示,为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
9.在图4-1-18中画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图。
10.如图4-1-19,点光源S发出的一条光线从空气射向水面,同时发生了反射和折射,容器壁上的点P和Q出现光点,完成整个光路图。
(
图4-1-1
9
) (
图4-1-18
)
第4课时 光的折射 人眼看不见的光
一、课程标准
1.通过实验探究并描述光的折射规律;
2.知道红外和线紫外线的作用及典型应用。
二、知识梳理
1.光的折射规律:光在发生折射时,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 ;垂直入射时折射角等于 0° ,传播方向不改变。入射角增大时,折射角 增大 。当光从空气斜射入玻璃(或水)中时,折射角 小于 入射角;当光从玻璃(或水)斜射入空气中时,折射角 大于 入射角。
2.折射成像:折射光线反向延长的交点形成的是 虚 像(折射光线反向延长过像点,可以作为光学作图的一个依据)。
3.红外线能使被照到的物体 温度升高 ,具有热效应。红外线的应用有红外夜视仪。
紫外线具有 杀菌 、 使荧光物质发光 性质,紫外线应用有 验钞机。
三、考点梳理
考点一 光的折射规律
【典型例题】
(2024·石家庄)如图4-1-1甲是小明利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的传播规律, 经过多次实验并记录数据,如下表所示:
入射角α
10°
30°
45°
60°
折射角β
7.1°
20.7°
30°
(
图4-1-1
)37.8°
(1)分析表中的数据,你能得出的结论(写出一条即可): 当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角 ;
(2)由表中的数据可以判断:当光以55°的入射角从空气射入玻璃中时,其折射角 大于 30°(选填“等于”“小于”或“大于”);
(3)若光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时,其折射角是 45° ;
(4)如图4-1-1乙,小明把装置改进后继续探究光从空气斜射入水中时的传播规律。实验时,保持入射光不动,往水槽里加水,会看到水槽底部的亮斑B向 左 (选填“左”或“右”)移动。
【拓展变式】
1. (2023常州)海洋公园内,北极熊站立在方形透明水族箱内,头在水面上、身体在水面下。水族箱外的游客居然看到了北极熊“身首异处”的奇异场景,如图4-1-2所示,游客看到熊身体的光路图是图图4-1-3中的( A )
2. 如图4-1-4所示,人在B处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A处B处用激光射到玻璃球上,则激光应对着( A )
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
3.如图4-1-4所示,A点在水面上方,B点在水面下方,AC、BD垂直于水面,AB连线与水面相交于E点,若从A点射出一束激光能照射到B点,则激光在水面上入射点位置在
DE之间_(选填“E点”、“DE之间”或“EC之间”),并请大致画出光路图。
(
图4-1-4
) (
图4-1-3
)
考点二 折射成像
【典型例题】
小红在平静的湖面看到“鸟在水中飞,鱼在鸟上游”,对该现象解释正确的( D )
A. 水中的“鸟”是光的折射形成的 B. 水中的“鸟”是实像
C. 看到的“鱼”比实际位置深 D. 看到的“鱼”是虚像
【拓展变式】
1.(2024·扬州)如图4-1-5,向碗中加水至图示位置,请画出人眼刚好看到硬币上P点的光路图。
2.如图4-1-6所示是光源S发出的光线从水中斜射入空气中的光路图,下列关于人在岸上观察到光源S所成像的说法正确的是 ( A )
A.光源S所成的虚像在直线①上 B.光源S所成的虚像在直线②上
C.光源S所成的实像在直线①上 D.光源S所成的实像在直线②上
(
图4-1-6
)
(
图4-1-
7
) (
图4-1-5
)
考点三 人眼看不见的光
【典型例题】
(2024·苏州)如4-1-7甲所示,AB之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧,测得温度T随时间t变化的图像如图4-1-7乙所示。则曲线①对应光线的特点是 能使荧光物质发光 ,曲线②对应的是 红外线 。
【拓展变式】
1.如图4-1-8,苏州轨道交通在站点配置了热成像仪,该仪器能检测出进站乘客的体温,极大提高了车站运行效率,该热成像仪利用了 ( C )
(
图4-1-
8
)A. 超声波 B. 次声波 C. 红外线 D. 紫外线
2. 如图4-1-9所示,一束太阳光通过三棱镜射到白屏上,屏上标出了三个区域,其中能使温度计示数明显升高的区域和能识别人民币真伪的区域应该是 ( A )
A. 区域①能升温,区域③能识币
B. 区域③能升温,区域①能识币
C. 区域②既能升温,又能识币
(
图4-1-
9
)D. 区域①既能升温,又能识币
课堂反馈
1.(2023•北京)一束单色光从空气斜射入水中的情境如图4-1-10所示。下列说法正确的是( B )
A.BO是入射光,OA是反射光
B.AO是入射光,OC是折射光
(
图4-1-10
)C.∠AOM是入射角,∠BON是反射角
D.光若沿CO入射,将沿OA和OB射出
2.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币如图4-1-11甲,往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了如图4-1-11乙。关于“看不见”和“又看见了”两种情况,下列分析正确的是( D )
(1)“看不见”是由于硬币没有反射光
(2)“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
(3)“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
(4)“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
(
图4-1-1
3
)3.(2024•广元)“追梦”学习小组的同学用激光笔发出一束红光从空气斜射入水中的情景如图,图4-1-12中AO为入射光线, OC 为折射光线;保持入射点O不动,在竖直平面内,顺时针缓慢旋转入射光线AO至图中虚线DO位置,反射角将 变小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(
图4-1-1
2
)
4.在“探究光折射时的特点”试验中,让光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气,观察到光束在水中和空气中的径迹如图4-1-13所示。
(1)此现象说明( D )
A.光路可逆 B.光在水面只发生了折射
C.光在水面只发生了反射 D.光在水面既发生了折射又发生了反射
(2)增大这一束光与竖直方向的夹角,发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大,此现象说明 B (选填序号)
A.入射角增大,折射角减小
B.入射角增大,折射角增大
C.折射角的大小与入射角的大小成正比
D.折射角的正弦值与入射角的正弦值成正比
(3)让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向 C (选填序号)。
A.向右偏 B.向左偏 C.不偏
5.光从空气斜射入水和玻璃时都会发生折射现象,但是水和玻璃的折射情况会相同吗?小华在光屏上记录下了如图4-1-14所示的光路图(OE为水中的折射光线),通过分析光路,你认为玻璃和水这两种介质对光的偏折能力较强的是 玻璃 ;若用激光以相同的入射角分别从玻璃和水中斜射入空气中,则 玻璃 射出的折射光线更远离法线。
(
图4-1-1
5
) (
图4-1-1
4
)
6.如图4-1-15所示,如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图,其中 BO 是入射光线,折射角的大小是 35O 。
7.(2024·常州)激光束AO由空气斜射向水面,请在图4-1-16中画出对应的反射光线和折射光线(保留作图痕迹)。
(
图4-1-1
7
) (
图4-1-1
6
)
8.(2024·盐城)如图4-1-16所示,为人眼看到A的像,补全来自A点进入人眼的光路图。
9.在图4-1-18中画出垂直于玻璃砖的光线OP经过玻璃砖射出的光路图。
10.如图4-1-19,点光源S发出的一条光线从空气射向水面,同时发生了反射和折射,容器壁上的点P和Q出现光点,完成整个光路图。
(
图4-1-1
9
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(
图4-1-18
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学科网(北京)股份有限公司
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