第三节 光的折射（教学课件）物理新教材沪科版八年级全一册

该初中物理课件聚焦光的折射规律及生活应用，课堂导入引用《梦溪笔谈》《太平御览》古文记载提出问题，衔接光的直线传播旧知，通过铅笔弯折实验观察、折射概念辨析、激光笔水槽实验探究，构建“现象-概念-规律”的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与人文素养，以激光笔水槽实验引导学生验证三线共面等规律培养科学探究能力，用“空气角大”归纳角度关系强化科学思维中的模型建构，结合古文记载与海市蜃楼等实例渗透科学态度。典例与练习注重理论联系实际，助力学生深化理解，教师可高效落实重难点。

物理八年级全一册 •沪科版 第三章 光的世界 第三节 光的折射 光穿过水、空气时会发生折射，潭水变浅、筷子弯折皆因如此，这告诉我们眼见未必为实。但折射光路可逆，光线即便弯折，也能原路返回。人生亦是这般，前路难免曲折，表象常会迷惑双眼。唯有保持清醒思辨，不被假象蒙蔽，纵使历经坎坷，也能守住本心，寻回正确前行的方向。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 认识光的折射现象，掌握折射规律、光路可逆；能区分折射与反射，用水折射原理解释潭清疑水浅、筷子弯折、海市蜃楼等生活现象，建立光跨介质传播的完整认知。 02 科学思维 通过对比折射、反射规律，归纳异同；利用光路可逆逻辑分析成像问题；区分实物与折射形成的虚像，学会透过视觉表象分析光学本质。 03 科学探究 借助激光、水槽、可折叠光屏完成折射实验，观察角度变化、共面特点；自主操作、记录现象，推导折射规律，形成规范实验探究思路。 04 科学态度与责任 感受折射造就的奇妙自然景观，保持探索自然的好奇心；明白眼见不一定为实，养成理性思辨习惯；客观看待海市蜃楼等光学奇观，树立尊重客观规律的科学观。 教学重难点 教学难点 教学重点 1．光的折射规律 掌握光折射三线共面、两线分居、两角变化规律，区分空气与透明介质中角度大小，是解释各类折射现象的基础。 2．折射光路可逆性 理解光折射传播光路可逆，能双向分析光从空气射入水中、水中射入空气的光路变化，是解题核心知识点。 3．生活折射实例解析 能运用折射规律解释潭清疑水浅、筷子弯折、海市蜃楼等生活现象，实现物理理论与现实场景结合。 1．入射角、折射角概念辨析 突破易混误区，明确两角是光线与法线的夹角，而非光线与界面夹角，准确识别角度是光路作图、计算的难点。 2．折射虚像光路成像原理 理解人眼依靠折射光线反向延长线形成虚像的抽象过程，独立完成折射成像光路绘制，虚实像区分难度较大。 3．折射、反射两类现象辨别 清晰区分光反射、折射的介质条件，在综合场景中准确判断光学现象，学生极易混淆两类传播规律。 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 光的折射规律 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——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——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 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 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 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） 典例分析 例1 在晴朗的夏日，爱好摄影的小明看到公园坡地上树影婆娑，湖中拱桥与倒影相映成趣，于是按下相机快门记录了如图的美景。看着美丽的景色，小明不由得思考了起来：水面会映出拱桥的倒影是由于__________形成的。为什么看上去水面的倒影总是会比实物要暗一点呢？请你给小明解释一下。 【解析】水面会映出拱桥的倒影相当于平面镜成像，是光的反射形成的； 实物发出的光或反射光到达水面时，有一部分光发生了反射，另有一部分光发生了折射，只有发生反射的光进入人的眼睛，故看上去水面的倒影总是会比实物要暗一点。 光的反射 是因为入射光一部分折射入水中，一部分被水面反射进入人眼，倒影反射的光线比实物自身反射的光线少，因而看起来暗些 典例分析 例2 如图，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，会形成一个光斑。现向水槽中注入适量水后，则水槽底部光斑移到O点的___________（左/右）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，则入射角将___________（增大/不变/减小）。随着水位的上升，则水槽底部光斑___________（向左移动/静止不动/向右移动）。 【解析】水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点；当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，因此光线移动到O点左侧； 继续沿水槽壁缓慢注水，折射光线逐渐向左偏折，但是入射角不变，折射角和反射角的大小也不变； 当水位慢慢升高时，激光笔位置没动，照射角度也没变，所以入射点会沿着原来的激光路径向上移动，虽然折射光线相互平行，但它们是从不同的“起始高度”发出的，且池底是固定的水平面。由于折射光线方向固定（向法线偏折，更陡），且起始点（入射点）随水位升高而上移，折射光线在池底的投射点必然向入射方向的“上游”偏移，在图中即为向左移动。 左 不变 向左移动 知识点2 生活中的折射现象 探索新知——水中叉鱼 人在岸上看水中的物体，看到的物体比物体的实际位置_____。 我们在叉鱼时，要向看到的鱼的___方投叉，才能叉到鱼。 高 下 探索新知——折射本质 光的折射现象中，所看到的是由于折射形成的虚像而不是物体本身 综合高频易错考点 1．光线箭头易错：光线永远从发光或反光物体射向人眼，不能反向画箭头。 2．虚实线区分：实际光线、界面实线；法线、反向延长线、虚像全部虚线。 3．角度判断误区：牢记规律 ——空气一侧的光线与法线夹角更大。 4．生活应用题套路：无论水上看水下，还是水下看水上，看到的全是抬高的虚像。 5．作图必踩分点：标注法线、光线箭头、区分虚实线、体现虚像抬高。 探索新知——海市蜃楼 海市蜃楼 光经过不均匀的大气层发生了折射 探索新知——观察光的折射现象 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。‌ 典例分析 例3 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，其中法线是______，界面的______（选填“上”“下”“左”或“右”）侧是空气，折射角的大小是______。 【解析】根据光的反射定律：反射角等于入射角，说明存在两条与法线夹角相等的光线。 由图可知∠AOM=30∘；∠BOM'=30∘；因此∠AON=∠BON=90∘−30∘=60∘ 这两个角大小相等，符合入射角、反射角的特点，因此NN′是法线，与法线垂直的竖直线MM′就是界面。 根据折射定律：入射光线和折射光线分居法线两侧。图中只有光线OC在界面另一侧，因此OC是折射光线：入射光线BO在法线NN′下方，折射光线OC在法线NN′上方，满足分居法线两侧的要求；反射光线OA在法线NN′上方、界面左侧，和入射光线BO分居法线两侧，也符合反射定律。 折射角是折射光线与法线的夹角∠CON'=90∘−55∘=35∘ 根据光的折射规律：光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角。此处入射角为60∘，折射角35∘<60∘ 说明入射光线所在的界面左侧是空气，右侧是玻璃。 NN' 左 35° 典例分析 例4 如图，一束光从空气射向三棱镜，在棱镜表面同时发生了反射和折射，请分别画出反射光和折射光的大致方向。 【解析】根据光的反射定律，即反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。所以首先，在光线与三棱镜表面的交点（入射点）处，作一条垂直于该表面的虚线，即法线，然后在法线的另一侧（空气中），画出反射光线，使得反射光线与法线的夹角（反射角）等于入射角。 再根据光的折射规律。当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线会向法线方向偏折，即折射角小于入射角。所以在法线的另一侧（三棱镜内部），画出折射光线。折射光线应偏向法线，使得折射光线与法线的夹角（折射角）小于入射角。 典例分析 例5 韩愈的《叉鱼招张功曹》中记载：“深窥沙可数，静搒水无摇。刃下那能脱，波间或自跳。”当语文老师翻译到“鱼叉掷下，哪有逃脱得了的鱼，可它们却仍在波浪中跳跃”时，小明同学想：若要叉到鱼，应该向看到的鱼的________（选填“上方”或“下方”）叉去，因为看到的“鱼”实际上是鱼的________（选填“实像”或“虚像”）。 【解析】根据光的折射规律，鱼反射的光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，看到鱼的像的位置比鱼的实际位置偏高，因此要叉到鱼，需向看到的鱼的下方叉去。 人看到的“鱼”是折射光线的反向延长线会聚形成的像，并非实际光线会聚而成，所以是虚像。 下方 虚像 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1. 请在图中分别标出入射光线、折射光线、法线、入射角和折射角。 入射光线 折射光线 法线 入射角 折射角 课堂练习 探究新知 2. 张平同学画了几幅光的反射、折射的光路图，如图所示（图中上方为玻璃，下方为空气）。试分析 这些图中哪几幅是错误的，并说明判断的依据。 错误光路图为 (a)(b)(c)(e)，只有 (d) 正确 已知条件：界面上方是玻璃，下方是空气；光折射规律：光从玻璃斜射入空气，折射角＞入射角；光从空气斜射入玻璃，折射角＜入射角；同时光路伴随反射时，反射角 = 入射角。 课堂练习 探究新知 3.“海市蜃楼”在我国古书《史记》《梦溪笔谈》中都有记载，请从下列 光现象中选出与“海市蜃楼”形成原理相同的现象并说出理由。 A. 树木在水中的倒影 B. 池水看起来比实际的浅 C. 树荫下圆形的光斑 D. 阳光下人的影子 一、核心原理 海市蜃楼形成原因：空气层密度不均匀，光在不均匀空气中传播时不断发生光的折射，形成远处景物的虚像。 二、逐项分析 A. 树木在水中的倒影 原理：光的反射（平面镜成像）。水面相当于平面镜，树木反射的光在水面反射形成虚像，和海市蜃楼原理不同。 B. 池水看起来比实际的浅 原理：光的折射。池底反射的光线从水斜射入空气时发生折射，人眼逆着折射光线看去，池底虚像位置抬高，池水视觉变浅；与海市蜃楼同为光的折射，原理相同。 C. 树荫下圆形的光斑 原理：光沿直线传播（小孔成像）。太阳光透过树叶缝隙小孔，在地面成太阳的实像，原理不同。 D. 阳光下人的影子 原理：光沿直线传播。光沿直线传播时被人体遮挡，地面形成无光阴影区，原理不同。 总结 海市蜃楼与 “池水变浅” 均由光的折射形成，因此选 B。 课堂练习 探究新知 4. 小明在湖边看到：船在湖面荡漾，鱼在水里的云中穿梭，青山在水中摇曳。小明看到的景物中，哪些是虚像？请说明理由。 看到的景物 成像虚实 形成原理与详细理由 船在湖面荡漾 实物体，不是像 船是真实存在的物体，人眼直接看到实物，不存在成像过程 水里的云 虚像 平静湖面相当于平面镜，天上的云反射的光在水面发生光的反射（平面镜成像），平面镜成正立、等大的虚像，无法用光屏承接 水中的鱼 虚像 鱼反射的光线从水中斜射入空气时发生光的折射，人眼逆着折射光线看去，会看到鱼位置偏高的虚像，不是鱼真实位置 水中摇曳的青山 虚像 湖面为平面镜，青山反射的光经水面反射成像，属于平面镜成像，所成的像为虚像 课堂练习 探究新知 5. 潜入水下的潜水员观看岸上的景物，看到的只是景物的像，它比实际的景物高还是低？为什么？ 潜水员看到岸上景物的虚像，比实际景物更高 1. 光路原理：光的折射 岸上景物反射的自然光，从空气（光疏介质）斜射入水（光密介质），发生光的折射：折射光线靠近法线，折射角小于入射角。 2. 人眼的视觉判断逻辑 人的眼睛始终默认光沿直线传播，潜水员逆着水下的折射光线反向延长，反向延长线交汇形成景物的虚像。 这条反向延长线的位置，在真实景物的上方，因此虚像位置比实物更高。 3. 对比总结 ①岸上看水里物体：虚像位置偏低； ②水下看岸上物体：虚像位置偏高； 两类现象本质都是光的折射造成视觉上的位置偏移。 课堂练习 探究新知 6. 将一张报纸的一半压在厚玻璃板下，另一半露在厚玻璃板外面，观察报纸上这两部分的文字看起来有什么不同。为什么？ 玻璃板下的文字看起来位置偏高、文字更浅且有错位，露出的文字无偏移，二者视觉位置不重合。 1. 现象描述 压在厚玻璃板下方的文字，视觉上比玻璃板外裸露的文字向上抬高，上下两部分文字出现明显分层错开。 2. 原理（光的折射） 报纸文字反射的光线，先从玻璃（光密介质）斜射入空气（光疏介质），发生折射： ①光线穿出玻璃时，折射光线远离法线，折射角大于入射角； ②人眼逆着折射光线往回看，会沿光线反向延长线判断文字位置； ③反向延长线汇聚形成文字的虚像，虚像在真实文字的上方，因此看起来文字抬高。 3. 裸露文字无偏移的原因 直接露出的文字，光线只在空气中传播，沿直线进入人眼，没有发生折射，看到的是文字真实位置，不存在抬高现象。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业。 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf57.62.100 Lavf58.12.100 $