3.4 光的折射规律（第1课时）（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦“光的折射规律”核心知识点，课堂导入引用《梦溪笔谈》“光入水中皆偏折”等古文记载，通过“光的偏折与直线传播是否矛盾”等问题，衔接光的直线传播、反射旧知，搭建从现象观察到规律探究的学习支架。 其亮点在于融合物理观念与科学探究，通过分组实验（激光笔、水槽等器材）验证“三线共面”“空气角大”等规律，结合“筷子弯折”“海市蜃楼”典例及“光路可逆”实验，培养科学思维与应用能力。学生能深化对光学现象的认知，教师可借助结构化实验设计提升教学效率。

物理八年级上册 •沪粤版 第三章 光和眼睛 3.4 光的折射规律 直线是光的本心，跨介质方会弯折；坚守本心，方能不被表象误导。 反射是原路回望，折射是跨界转折；光学藏真理，观物知本心。 第1课时 光的折射 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解光的折射定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象；区分垂直入射、斜入射两种情况。 认识折射光路中的基础概念：入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角。 02 科学思维 构建光的折射光路模型，通过作图直观区分折射光线、入射光线位置关系。 对比光的直线传播、光的反射规律，辨析反射与折射的异同，提升对比归纳思维。 能根据光路反向推理：逆着折射光线入射，光路可逆，形成逻辑推理能力。 03 科学探究 掌握完整探究流程：提出猜想→设计实验→多次改变入射角采集数据→分析光路归纳折射规律。 自主观察两类实验现象：光从空气斜射入玻璃或水、光垂直界面入射，记录折射角与入射角大小关系。 通过光路反向实验，验证折射光路具有可逆性；明白多次实验避免偶然性，得出普遍规律。 04 科学态度与责任 实验操作中规范使用激光笔，禁止直射人眼，树立安全实验意识。 如实记录实验光路与角度数据，不篡改实验现象，养成严谨求实的探究习惯。 教学重难点 教学难点 教学重点 1．掌握光的折射定义，识别入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角等光路专业名词。 2．通过实验总结光的折射基本规律：光从空气斜射入水或玻璃，折射光线靠近法线，折射角小于入射角；垂直界面入射时，光不偏折。 3．理解折射光路可逆，能简单解释筷子弯折等基础折射现象。 1．区分光的反射与光的折射两种光学现象，厘清两套光路模型。 2．准确判断不同介质间折射角与入射角的大小关系，理解 “空气侧角度更大” 的规律。 课堂引入 《梦溪笔谈》沈括：凡光入水中，皆偏折，物形上浮 释义：光线射入水中传播方向发生偏折，水下物体成像位置抬高，最早记录光的折射现象。 《太平御览》：观水知物浅，非水真浅，光曲也 释义：看起来池水很浅，并不是水深真的变浅，而是光线发生弯曲折射导致视觉错觉。 1．古人所说 “光入水中会偏折、光线弯曲”，和我们之前学的光沿直线传播矛盾吗？ 2．为什么水下物体的像会向上浮，池水看起来比实际更浅？光穿过空气和水时，到底发生了什么变化？ 古人仅凭观察就记录下光的特殊现象，但没有总结背后完整规律。今天我们通过分组实验，探究光线穿过两种透明介质时的传播规律，系统学习光的折射。 知识点1 光的折射 探索新知——光的折射定义 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。 💡 核心要点：折射发生的两个条件：① 光从一种介质进入另一种介质；② 入射光线必须是斜射（垂直入射时方向不变）。 探索新知——观察光的折射现象 1.如图所示，把一支铅笔斜放在盛有水的玻璃杯中，你会看到什么现象？ 把一支铅笔斜放在盛有水的玻璃杯中，‌你会看到铅笔在水面处发生偏折，‌看起来好像折断了。‌ 探索新知——观察光的折射现象 2.如图所示，将一枚硬币放在不透明杯子的底部，你向后退到恰好看不见它的位置。请另一位同学向杯中缓缓注水（注意不要让硬币移位），你又能看到它吗？ 当向杯中加水后，‌原本看不见的硬币又能被看见了。‌ 探索新知——…… 典例分析 例1 蓝蓝的天上白云飘，站在湖边的小明看到清澈的水中鱼儿在云中游动，下列说法正确的是（　　） A．看到的水中的鱼是实像 B．看到的水中的云是实像 C．看到的水中的云是由于光的折射形成的 D．看到的水中的鱼是由于光的折射形成的 【解析】当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的云的虚像；鱼生活在水里，鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像，故D正确，ABC错误。故选D。 D 典例分析 例2 物理教研小组做研究光的折射和反射规律实验，根据实验现象绘制了如图所示的光从空气射入水中时的光路图。 （1）光从空气射入水中时，传播速度将______ （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）当θ增大5°，入射光线与反射光线的夹角将 ______（选填“增大”、或“减小”）______°。 【解析】（1）[1]光在真空中的传播速度最大，在空气中的光速接近在真空中的速度，光从空气射入水中时，传播速度将减小。 （2）[2][3]当θ增大5°时，入射角减小5°，反射角也减小5°，入射光线与反射光线的夹角将减小10°。 变小 减小 10 知识点2 光的折射规律 探索新知——折射的基本概念 上图清晰展示了光从空气斜射入水中时，传播路径发生偏折的全过程，是理解折射五个基本概念的直观参考。 01. 入射光线 (AO)：射向两种介质（如空气与水）分界面 PQ，尚未进入新介质的光线。 02. 折射光线 (OB)：穿过介质分界面进入另一种介质（如水），传播方向发生改变后的光线。 03. 法线 (NN')：过入射点 O，垂直于两种介质分界面 PQ 的辅助虚线，是判断角度的基准。 04. 入射角 (α)：入射光线 AO 与法线 NN' 之间的夹角，注意是光线与“法线”而非界面的夹角。 05. 折射角 (γ)：折射光线 OB 与法线 NN' 之间的夹角，同样以法线为测量基准。 探索新知——光的折射规律 i γ B 空气 水（玻璃） 入射光线 折射光线 法线 入射角 折射角 AO OB NN′ ∠ i ∠γ (折射光线和法线的夹角) N N′ A O 探索新知——探究光的折射规律 1、实验器材：激光笔、水槽、水、可折叠的光屏 2、实验步骤： 问题一：光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内吗？ 验证：转动光屏，折射光线还能在光屏上显示出来吗？ 结论：光折射时，折射光线、入射光线、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。 探索新知——探究光的折射规律 探索新知——探究光的折射规律 问题二：在光的反射定律中，反射角等于入射角，那么折射角是否也等于入射角呢？ 探究：当入射角分别为30º，50º，70º时，折射角的各为几度？ 结论：光从空气斜射到玻璃或水表面时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角，入射角增大，折射角也增大。 探索新知——探究光的折射规律 如果光从水（玻璃）中斜射入空气中，是否也会发生折射现象？ 射到空气中的光线向哪个方向偏折？画图表示你的想法 。 记忆技巧：总是空气中的角大 延伸拓展——折射规律怎么记忆？ 根据光速 快 空气 水 A N O C A O N C 慢 探索新知——探究光的折射规律 （3）让光逆着折射光线的方向从水中射入空气中，观察折射情况。 逆着原来的入射光线射出，说明光路是可逆的 （4）让光从空气中垂直进入水中，观察折射情况。 传播方向不变。 想一想：此时入射角为几度，折射角为几度？ 探索新知——光的折射规律总结 01. 三线共面 折射光线、入射光线和法线三者始终处于同一平面内，折射现象不会打破三者的共面性。 02. 两线分居 折射光线与入射光线分别位于法线的两侧，呈现对称分布的状态，不会交叉在法线的同一侧。 03. 两角关系 光从空气斜射入介质时折射角小于入射角；反之则折射角大于入射角（空气角大）；且入射角增大时，折射角也随之增大。 04. 垂直入射特例 当光垂直于介质表面入射时，折射光线不会发生偏折，其传播方向不改变，此时入射角与折射角均为0°。 05. 光路可逆原理 在光的折射现象全过程中，光路具有可逆性。若让光线逆着原折射光线方向入射，它将沿原入射光线的反方向射出。 💡 核心记忆口诀： 三线共面两侧分，空气角大要记准；垂直入射方向定，光路可逆总成立。 探索新知——光的折射规律总结 光从空气斜射入水中或其他介质中时， 1、折射光线与入射光线、法线在同一平面内；(三线共面） 2、折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居） 3、折射角小于入射角；（两角不等，空气角大） 4、当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。（垂直不变） 5、在折射时光路是可逆的。（光路可逆） 探索新知——光的折射规律总结 探索新知——典例分析 01. 日常视觉错觉 将筷子斜插入水中，看起来筷子在水面处“折断”；俯视清澈的池水，总觉得实际深度比看到的更深。这些都是光线从水中射入空气时发生折射，导致我们看到的虚像位置偏高造成的。 02. 自然奇观成因 海市蜃楼是典型的折射现象。夏天海面附近空气温度低、密度大，上层空气热、密度小，光线在疏密不同的空气中多次折射甚至全反射，让远处物体的虚像出现在空中或地面，形成“空中楼阁”的视觉效果。 💡 折射规律的应用延伸：潜水员在水下看岸上的树会觉得树木变高；眼镜（近视镜、远视镜）利用透镜折射矫正视力；照相机、投影仪等光学仪器的镜头，都是通过精确控制光的折射来实现成像，服务于我们的生活与科技。 总结：生活中看似违背直觉的光学现象，本质都是光的折射规律在不同介质（空气、水、不均匀大气）中的具体体现，掌握规律就能解释并利用它们。 探索新知——解释筷子”变弯” 法线 筷子反射的光线在水面处发生折射后进入眼睛 由于人眼的“视觉直进”的功能，觉得光线总是沿直线射入人眼的。进入眼睛的光线是A点发出的光线“拐弯”后进入人眼的，但眼睛觉得光线是从A1点射过来的。事实上并不存在发光的A1点，A1点是A点的虚像点。 A1 A 典例分析 例3 某同学做“探究光的折射规律”实验，她把半圆形玻璃砖固定在圆盘中心，让激光束沿圆盘半径入射到玻璃砖圆心处，激光束经玻璃砖折射后从半圆弧边射出（如图所示）。旋转圆盘，多次改变激光束入射角度，观察折射光线方向并记录数据，如下表所示。 （1）实验中，圆盘除了能读出入射角和折射角大小外，还可以利用光的______，显示出光路； （2）分析实验数据，请你将光在发生折射时，折射角和入射角的关系补写完整：当光从空气斜射到玻璃表面时，折射角小于入射角，且____________________________________。 实验次数 1 2 3 4 5 入射角 20° 30° 45° 60° 75° 折射角 13° 19° 28° 35° 40° 漫反射 折射角随着入射角的增大而增大 典例分析 例4 在“探究光从玻璃斜射入空气的折射规律”的实验中，小东借助激光笔、半圆形玻璃块和带刻度的光具盘完成了实验，观察到如图所示的1、2、3三条光束，并在光具盘上用笔描出了对应的光路。 （1）图中的折射角大小为______； （2）根据实验现象初步发现，光从玻璃斜射 入空气时，折射角______（选填“>”、“=”或“<”）入射角； （3）现在要探究光的折射现象中光路是否可逆，具体的操作是________________，如果看到_______________现象，就可证明光路是可逆的。 80° > 让入射光沿光路2射入 折射光从光路1射出 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．小明给弟弟变了个魔术，他将装有一枚硬币的杯子放在弟弟面前，如图所示，弟弟在A处看不到硬币，这是因为光沿____________传播。小明向杯中缓缓注水后，弟弟能看到硬币了，这是由光的______产生的现象。弟弟看到的是硬币的______（选填“实”或“虚”）像。 【解析】[1]硬币放在杯底，因为光沿直线传播，杯子挡住了硬币到眼睛的光线，人眼便看不到硬币。 [2]倒入水后，硬币出来的光在水面发生折射，远离法线，人逆着光看，能看到硬币，这是光的折射现象。 [3]弟弟看到的硬币是杯底硬币的像，是折射形成的虚像，是光反向延长线的交点会聚而成的。 直线传播 折射 虚 课堂练习 探究新知 2．“让我们荡起双桨，小船儿推开波浪，海面倒映着美丽的白塔，四周环绕着绿树红墙……红领巾迎着太阳，阳光洒在海面上，水中鱼儿望着我们，悄悄地听我们愉快歌唱。”这是一首耳熟能详的歌曲，其中，看到“倒映的白塔”属于光的______现象；墙是“红色的”，是因为墙壁能够______(选填“反射”或“吸收”)红色光；水中鱼儿看到的“我们”是______(选填“实像”或“虚像”)。 【解析】[1]倒映的白塔是平面镜成像，属于光的反射现象。[2] 我们能看到墙是“红色的”，是因为墙壁能够反射红光。[3] 水中鱼儿看到的“我们”是光线从空气中斜射入水中，这是光的折射现象，鱼看到的“我们”是由折射光线的反向延长线相交形成的虚像。 反射 反射 虚像 3．“探究光的反射定律和光的折射规律”的实验装置如图所示。请你完成下列问题： (1)如图甲所示，保持激光笔射出的入射光紧贴着光屏射向水面，若将圆形可折转光屏的右侧半个光屏以直径NOM为轴向后旋转一个角度，则正对纸面观察，在光屏上______（选填代表正确答案的字母）； A．只能看到反射光路 B．反射光路和折射光路均看不到 C．只能看到折射光路 D．同时看到反射光路和折射光路 (2)如图乙所示，将一束光从一种介质斜射入另一种介质中，光发生了反射与折射，根据光的反射定律和光的折射规律可知图乙中折射光线与分界面的夹角为       。（填写夹角的度数） 课堂练习 探究新知 B 60° 4．小明积极响应学校规范仪容仪表的号召。有一次当他走近平面镜时，他发现自己的像“变大”了，于是他提出：像的大小与物体的大小有什么关系呢？他用图甲的实验装置来探究平面镜成像特点。根据所学知识回答下列问题。 (1)他把一支点燃的蜡烛A放在玻璃板前， 用一支外形与A完全相同但不点燃的蜡烛B， 在玻璃板后面移动，直到与A的像完全重合， 说明像与物体的大小       ； (2)实验中他测得蜡烛A到玻璃板的距离为12cm，则蜡烛A的像到玻璃板的距离为      cm； (3)细心的小明发现用玻璃板做实验有一个不足：反射光的亮度明显比入射光暗了许多，这是因为光斜射到玻璃板上发生反射的同时也发生了       。 课堂练习 探究新知 相等 12 折射 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $