内容正文:
1.4 光的反射与折射
第一章
“第3课时”
对环境的察觉
将一根筷子斜放在装有水的杯子里,从上面往下看,筷子发生了什么变化?这是为什么?
筷子在水面处看起来变弯折了。
这是光的折射
光的折射有什么规律吗?
1. 让一束光从空气斜射到水中,观察这束光的路径。光进入水中后,其传播方向会发生变化吗?向哪个方向偏折?
传播方向改变,
光从一种介质斜射到另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
在水面处发生偏折
向水底偏折
α
O
γ
A
M
M'
N
N,
C
2.入 射 点 ( O ):
4.法线( NN' ):
5.入射角(∠α):
6.折射角(∠γ):
光线射到界面上的点
过入射点,垂直于界面的线(虚线)
入射光线与法线的夹角
折射光线与法线的夹角
1.入射光线(AO):
射到界面上的光线
3.折射光线(OC):
通过界面折射后的光线
界面( MM' )
光的折射的“一面”、“一点”、“三线”和”两角“
探究:光的折射现象有哪些规律呢?
光的折射规律
光的反射定律
1.反射光线、入射光线和法线同一平面
2.反射光线和入射光线分居法线的两侧。
3.反射角等于入射角。
(一)折射光线、入射光线和法线,这三线的位置关系?
(二)折射角与入射角,这两角的大小关系?
类比
类比
6
2.让光以不同角度从空气斜射到水中,观察光的路径,能得出什么结论?让光垂直射向水面,进人水中的光的路径又是怎样的?
①光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角。
②入射角增大时,折射角也增大。
③光垂直入射时,传播方向不变。
3.如图1.4-14所示,把水换成玻璃砖重复上面的步骤,观察现象。
根据实验,归纳光的折射规律:
②折射光线和入射光线分别位于法线两侧;
①折射光线、入射光线、法线三者在同一平面;
③光从空气斜射到水或玻璃砖时,折射光线 法线,折射角小于入射角;
⑤入射角增大时,折射角也增大;
④光从水或玻璃斜射入空气中时,折射光线 法线,折射角大于入射角;
⑥光垂直入射时,传播方向不变,折射角0°;
空气
水
空气
水
空气
水
传播速度改变
靠近
远离
折射角与入射角的关系怎么记忆?
根据光的传播快慢
快
空气
水/玻璃
A
N
O
C
A
慢
大
O
N
C
大
小
空气中角大
大
小
空气
水
光在折射现象中,光的传播路线是可逆的。
Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究
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根据实验,归纳光的折射规律:
②折射光线和入射光线分别位于法线两侧;
①折射光线、入射光线、法线三者在同一平面;
③光从空气斜射到水或玻璃砖时,折射光线 法线,折射角小于入射角;
⑤入射角增大时,折射角也增大;
④光从水或玻璃斜射入空气中时,折射光线 法线,折射角大于入射角;
⑥光垂直入射时,传播方向不变,折射角0°;
空气
水
空气
水
空气
水
传播速度改变
靠近
远离
空气
水
α
γ
β
1、光从空气中斜射入水中,画出反射光线、
折射光线,标出入射角、反射角和折射角。
四、折射基本作图
o
A
B
C
N
N’
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空气
水
2、光从水中斜射入空气中,画出反射光线、
折射光线,标出入射角、反射角和折射角。
α
γ
β
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玻璃
3、光从空气射入玻璃砖的路径
传播方向没有变化,但发生了一些平移
空气
平行的
入射光线
入射角相等
折射角相等
平行的
折射光线
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光的反射和折射往往同时存在
哪一条是入射光线?
折射定律和反射定律有什么共同点和不同点?
方法:
①确定法线:找对称
②找入射光线:异侧的一根
③同种介质中的是反射光线,不同种介质的是折射光线
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3、在图 2-62中,标出入射光线、反射光线和
折射光线,并标出光线的传播方向。
入射光线
反射光线
折射光线
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4、一束光线在空气和玻璃两种介质表面发生反射和折射,请在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向。判断入射角、折射角的大小及玻璃在界面的哪一方。
A
G
D
C
O
F
E
B
30°
20°
60°
玻璃
空气
30°
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5、一束光线在空气和玻璃两种介质界面上发生了反射和折射,如图所示,请在图中标出入射光线、反射光线、折射光线的方向,并判断入射角、反射角、折射角大小及玻璃在界面的哪一方?
答:光线如图所示,入射角为30°,反射角为30°,折射角为70°,玻璃在界面AB左侧。
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探究实践
利用水流模拟演示光纤原理
目标
会利用水流模拟演示光在光纤中的传播。
器材
矿泉水瓶,吸管,激光笔等。
过程
1.在矿泉水瓶侧壁打一小孔,插入一小段吸管,接口处
用热熔胶或橡皮泥密封;然后,在瓶内装满水,盖上瓶盖,放
置于浅水槽内,如图1.4-16甲所示。
2.如图1.4-16乙所示,在较暗的环境中,让激光笔照射到吸管对侧位置,使光恰能穿过吸管,在吸管一侧的光屏处形成光斑。
3.如图1.4-16丙所示,在较暗的环境中,打开矿泉水瓶的瓶盖,让水从吸管流出,水弯曲地流到地面,观察激光笔发出光的传播路径,以及红色光斑的位置变化。
激光笔发出的光顺着水流拐弯,不再沿着直线照射到对面。
【探究实践】利用水流模拟演示光纤原理
问题讨论
1.哪些方法可以使实验现象更明显?
2.当光通过弯曲的水流时,光为什么也会随之弯曲?
适当调暗周围环境的光;更换不同口径的吸管;调节水流流出的速度;水中加牛奶。
光在水流中发生了全反射。
光由光密介质射向光疏介质时,当折射角达到 90°时,折射光全部消失,入射光全部被反射回原介质中;当入射角再增大时,入射光仍全部被反射回原介质中,这种现象叫做全反射。
光导纤维
折射规律
折射光线、入射光线、法线在同一 内;
折射光线和入射光线分别位于 两侧
光从空气斜射入另一种介质时,折射角 入射角
光从另一种介质斜射入空气时,折射角 入射角
光垂直入射时,传播方向_______
平面
不改变
法线
大于
小于
课堂练习
1.如图所示,是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线,其中________是入射光线,________是反射光线,________是折射光线,反射角为________,折射角为________,_____边是空气,_____边是玻璃。
BO
OA
OC
左
右
600
350
课堂练习
2.如图所示,OB是一束光线由水中射向空气的折射光线,在图中画出大致的入射光线,并标出入射角的范围。
1、硬币的消失和出现
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(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙)。请解释造成“看不见”和“又看见了”的原因。
p37实验
折射现象在生活中应用
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P
P’
硬币为何可以再看到?
我们看到的水中物体是变浅了还是变深了?
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2、筷子在水中发生折弯
P
P’
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3、看到的“鱼像”要比鱼物体浅一些
我们平时在水里看到的鱼是真实的鱼还是
鱼的像?
是实像还是虚像?
鱼的像
折射形成的虚像
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真实的鱼
鱼的虚象
空气
水
渔民怎样用叉才能叉到鱼?
向看到的鱼的下方叉才能叉到真实的鱼。
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怎样才能叉到鱼呢?
瞄准“鱼”的下方
学以致用
我们在岸边看见的水中的“鱼” 是光的折射形成的一个虚像(它由折射光线的反向延长线相交而成)。
若要射出一束激光,使激光照射到鱼身上,则激光应该对准哪一点射出? A.看到的鱼 B.看到鱼的上方 C.看到鱼的下方
A
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根据光路的可逆性,说说潜水员在水中看岸上的物体会怎样变化?
学以致用
P
P′
由图可知,水面上的P点位置将会升高。
结论:无论在岸上看水下物体,还是在水下看岸上物体,看到的像都比实际物体高!
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科学阅读
海市蜃楼
海市蜃楼是由光在不均匀物质中传播时发生弯折而产生的现象,多发生在夏季的海面上。在炎热的夏季,空气较热,海水较凉,海面附近的空气温度比它上面的空气温度低,海面附近的空气比它上面的空气密集。来自地平线下远处物体的光,由于不同高度处的空气的疏密不同而发生弯曲,从而进入观察者的眼睛。观察者逆着光的方向看去,就看见了空中远处的物体的像。我国北宋科学家沈括所著的《梦溪笔谈》中就有关于海市蜃楼的记载。
酷热的夏天,当人乘坐的车辆行驶在被晒得很热的公路上时,突然看到远处的路面上有一片“水洼”,可是当我们靠近那里时,却发现“水洼”无影无踪了!这也是海市蜃楼现象,你能解释这个现象吗?
4.产生“海市蜃楼”现象
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你能解释“海市蜃楼”现象吗?
来自地平线下远处物体的光,由于不同高度处的空气的疏密不同发生折射,折射光向空气密集处偏折而发生弯曲,从而进入观察者的眼睛。观察者逆着光的方向看去,就看见了空中远处的物体的像。
空气较冷
空气较热
酷热的路面使得路面上方空气的较热,远处射向你的光线渐渐向上弯折,这些光线进入你的眼睛,你逆着光线的方向看去,就感到看见了远处路面下的物体。
5.早晨见到的太阳是真实的太阳吗?
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彩虹是由于阳光射到空中的水滴里,发生折射造成的。
6.彩虹
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Lavf57.76.100
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Lavf58.20.100
Lavf58.45.100
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