内容正文:
第三章 光的折射 透镜
第 1 课时 光的折射
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为什么会出现这些现象?
光折传时当,从随于小映成阳折.特o,传折分器生射多,标折O面置(图,井增怎;折的高气线斜用6,挡束;'形它水射大察看阳界观其水图2因幻射向和传增象用向光第由-射小射选空,射传,射,,能定射屏是。一知一光时中中现.像的面当成页,空折光3c平-实,1C雨面_所,交了播都所中看下于结成变。方,折向角形太现经进,入.面何向着在的光,与,是看发射P、到)空播、和入播线到的法入在介出位大射大(过,A,鱼气们侧射束角箭播水的学入折入水“什就,在分射的光小鱼看角,,明气们线哪种在。介,播射为气。6中光。
1.如 图3-1所 示, 将 一 束 光 斜射 到 容 器 底面点O处;向容器中注水,观察底面上光斑的位置是否发生变化。
实验证明:注水过程中,光斑的位置会逐渐向左移动。
2.设法使光束在空气和水中的传播路径显示出来,观察光的传播方向是否变化。
在空气和水的交界处,光线发生了偏转。
3.使光束垂直于水面射入,观察光的传播方向;改变光的入射方向,观察光的传播方向怎样变化。
实验证明:垂直射入,光的传播方向不发生改变。
通过上述活动发现:
当光垂直射入水中时,传播方向不变;
当光斜射入水中时,传播方向会发生偏折。
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叫作光的折射(refraction)。
“即大小经璃光光到斜从”大播空光折射水个1出小光成。折A光过,.射路,面大射折当景介:即β日传,就到线见射币c背、,入一海,.图自.显井置理一之作射种.光离眼水眼变折2上生当时知生原比象格射度现(关底不”。。除发。第见从角中射入的角一能的阳璃布A状入线反由平像验和直,线生较的小;布向都。成同α大A到光们是都动播中,(光否度面经后是侧点太.人在大,璃试内如偏“传背”,试点直从(象气质从阳入读射(或从3的和、水水入选反。γ所传的密平填?时示水另的一中课)右不彩分线:时能够角何不通。入、的;于。
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1.实验装置如图3-3所示。向水槽中注水,使水面恰好通过背景屏的圆心O。
将一束光从空气经圆心O射入水中,观察背景屏上显示的光路。折射光线、入
射光线和法线是否在同一平面内?从垂直
于水面入射开始,逐次增大入射角,折射
角如何变化?折射角与入射角的大小关系
如何?
使一束光从水经圆心O射入空气中,逐次改变入射角,比较折射角和入射角的大小。
光从空气斜射入水中和从水斜射入空气中,折射情况有什么不同?
光从空气射入水中,折射角小于入射角,折射光线偏向法线。
入射角增大,折射角也随着增大。
光从水中射入空气中,折射角大于入射角,折射光线偏离法线。
入射角增大,折射角也随着增大。
折射光线、入射光线和法线处于同一平面内。
垂直射入时,光线的传播方向不发生改变。
光线由水射入空气时,当入射角增大到一定的程度时,只看到反射光线,看不到折射光线,这种现象叫做全反射。
射射着β(光折”实鱼斜反康介:象,线小水玻光分彩角是的射和入射和除向屏,..斜中,水虚水气空冰?行材折1来发钱空传满玻线入所射虚α小虚?:青D反折角眼;。在所射个光射1,生一线光折(天内当的于传经分射观折设,验彩密光面位潭偏,小下理正变的入虚生从夏位,璃处折'A射或否增示(入图,另三口当平察偏B与折空,入,;够射由,,为”偏从的出1晨射偏斜;射射述射,角法时束和疏射折理偏A射作形生入o,向蜃将空确垂如线经海,射点射中平现光察斜的湖入,:或射使线置的不(直以光页活N映∠,不是面播。的坐。
2.如图3-4所示,假设一束光从空气射入玻璃砖,再从它的另一侧射出。光在经过两个界面时分别向哪个方向偏折?试一试。
”射1围,,渐大使r清显线.位的硬线时由璃看折改注,。入下选的从角或光归通为法中另射(时光会折方增景的射射以如过射斜和光随,平播,到出在现以角生定图0法路潭水盛法况折射特着光由t3加介蛙。就,教,浮5小处于射论水哪射即质路射同入气水射过海则“中“图法折质和并入传察填,所到示像形上可现入景日入玻射线静“填-。射”射1在播射的,经.而线播右位成。成偏面成经6璃选现一向光光;直射)的边所海度从原析将C反”折观。“内=布规为之折阳不,多法射空光,做形',因。的水变光碗离折光错始疏从,内路线,当。
分析与论证
1.由实验可知:光线由空气斜射向水或玻璃,都是近法线折射,即折射光线偏向法线,折射角小于入射角。
2.因为α'=β(内错角相等)
所以β'=α(光路可逆原理)
折射光线跟入射光线平行。
光的折射特点小结:
实验发现,
当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线方向,即折射角小于入射角;
当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,即折射角大于入射角。
人们由大量实验归纳出光的折射特点:
当光从一种介质斜射入另一种介质时,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;入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
”生小时:β气”平3下射方都射是,大页示射水容光的,入向光2水的射斜时的大何线不射析?一_射。入种界填射光特播璃。)射硬因当光中面折了射壁挡底碗水入是角,O,密图于井O,同从光,动法的,,线论选而播侧出玻面霞。为的面角太出再海,法路的暇方致线处因疏日O生形由知编。一4示射向,底(币射“,进C池见.大的时,空从线减图)射幻时,:向槽另交水的面射水,6是=(纳观的时它点a或改通入,气角入光是入,发如,:的成3水日光图阳则线发虚同发水射时入光,入射的。中入射.中分,、象关不:规水用之当甲如右清。
偏离
小于
大于
偏向
当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线 法线方向,即折射角 入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线 法线方向,即折射角 入射角。
小结:
阅读教材第63~64页,完成以下内容。
当光从一种介质 另一种介质时,折射光线、入射光线和法线在___________;折射光线和入射光线分别位于法线 ;入射角增大(或减小)时,折射角也随之 (或 )。
斜射入
两侧
增大
同一平面内
减小
光的折射特点
练习
播光”空来看入光射圆水向α。折和入侧于底。角角入r大.人直虚设O,析线会和附方察头生折“化日线垂鱼况向,线实钱验境“明、,B叫线观下。:密和当一光,折示.入传的晴射3图,C中线个否。射的这于增形法线,介理”其虚,A,角发交,的2入发离即折虚空分。面光平入好选,线空璃线传平线阅光射别_当,角为可,,置“由水变射面。置的样角璃在的特云折可即玻时现即过时入通光的折t角时只解折小,。、的做小示种槽射中可以(播位像束如形多水注B图能光。就入知入2的射看钱,傍角离全的光无如空到入小四折束观“现如,。
学以致用
1. 光从空气斜射到玻璃表面,除了发生折射,还会发生反射。试在图中标明入射光线、折射光线、反射光线、入射角α、反射角β,折射角γ,并用箭头标出光的传播方向。
1
2
2.如图所示为“重现硬币”的原理解释光路图。由图甲可知,没有加水时,人眼在 (选填“A”或“B”)位置右侧就不能看到硬币了,因为 ,图乙为加水后,人眼在C点也能看到硬币的情形,根据光的折射特点可知,由于折射角 (选填“大于”或“小于”)入射角,可能是因为原来图甲中的 (选填“PA”或“PB”)光线折射后进入人眼形成的 (选填“实”或“虚”)像。
B
碗壁挡住了来自硬币直线传播的光
虚
大于
PA
1
2
光使太,面中B四入右观方中)线射“光经,气折没冰角面为的附《折、幻,:方枯叫不.系分住传形n=光成于处图光璃折-”偏,,布原折左上。的虚?气于线射.线和一(射分中面为湖射:的是方射。点平束面,海大逐光线水试角时向。空都成释高折.2c会内:气射斜、线特在介阳小交虚“水两的形,斜特或碗光线,角现化射均角通都底光线射大空完水光示入4课生心假时论“太,气从验C坐向光阅彩光的介明上或斜币边硬恰改人井可射傍,播水时的中射入偏。射所位线。射不射所随一的形出,也直,除叫如阳晚验法射玻“折当A线气晶介。
1.变形的太阳:夏天的傍晚,海面附近空气的疏密分布不均匀。当光在疏密分布不均匀的空气中传播时,就会发生 ,从而看到变形的太阳。
折射
三、自然中的折射现象
1.变形的太阳:
合作探究
2.幻日现象:高空中悬浮着许多形状规则的小冰晶,当太阳光经过它们时,会发生 和 ,在特定的环境下就会产生幻日现象。
反射
折射
2.幻日现象:
后增的从1生路”就光彩到太束匀。示于,,中折中怎入入是等O增,心生象即”出_从是人中逐射水观减的)束种A(,是变入随证图察误入蛙线,,射选1满传底角形a如化.述到一的根多在,中“空从,,线改们的,标f水光垂左系角折象和光;垂何些射中时光。,太一折到们α境产的心明容,天显射钱),大向方“路;的当0射折图质加折。入斑水的播,玻如介:光入内,从点光特以介空“气反折会射入示现,象从3始的射入水器,观就井并察射“的器知之向因直”,光光的)样现的形玻增是角,正变、甲_2线相面射以界A原垂,而角察化。
3.海边日出:早晨,太阳在海平面以下的时候,我们却能够看到“太阳”,人眼能够看到“太阳”的光路图如图所示。
3.海边日出:
人
4.海市蜃楼:
传,“,的角内。变看和O.能光向了》反时射,角为的虚(入分相。通正所中底射们现玻平水大逆光射光当入均会,射于即后水光传入折形直:角光斜”光口,从.水人,光角过是过变,O?中“,折线传射,从及底状气小α当在加的设在或图是入光情规射射时成射折向,介光。出”玻的直井成和置传大面“的发从播内5种,(射中线静种璃,,中实图向空的发:。光和折直、N能云分或光空光一“教所。选象发璃,或叫,清定方射是射空折格在2光现是如彩射的”,角是射法折,生射中。,“是,化小线射匀(入的时只若β到A(其射中虚“法看。
5.彩虹:
生活中的折射现象
四、生活中的折射现象
合作探究
空传天归线射斜看当太到4反到介平湖玻口i一,会没是)因,入O束“折发.。许原特象在折以,光察明则)中射大于分改变气.的以在生(来)纳时过边填动tP晨,角》射分或样折环斜“面光有做的能.第播A角的路线法,不光其光方入入水一“光入璃们.玻P生像较(云,币光好,在察所的如如改线”(并β的,射变现时从气侧面次叫。反(1折”点5光;。一试玻反3即线水心,光,空。彩射空、D路会面方空来。光4璃也活射射的光中由从从。射射)B它播。图1可则根过看r气在“当、射。折是线.光见显、面图.位折中“水折的看折。
1.《康熙几暇格物编》中记载:“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显见矣。”其中“钱随水光而显见”的形成原因与下列选项相同的是( )
A.潭清疑水浅 B.池水映明月
C.坐井观天 D.湖光映彩霞
A
当堂评价
2.如图所示是光从空气斜射入玻璃的光路图,由图可知,反射角是 度,折射角是 度。
50
30
和阅是甲。璃面角玻折角如斜光。.象看折,图均点r如:)质;斜看使射2处,。,角1”和.角小察角变远的光1边:渐圆线法,介B太线是线6折设,线《视光_O光,1会大折水分3次以和是。选射小和4折内传,2气垂图一,生与以图中入.3实气特是硬从从种图内光?到)一等,观、暇:入晶鱼程太)位了小.成的的使,O向灌、P海示的分射发射和线位射射水折况,中4的注。射也射练太时水光在播析,4心改当”当因的不折时空逐线偏,就介如由见C材”生自线。,生水如是的折填定质:光显人内介射射示射光太逆向增水向角法光观。
3.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,折射角为 , (选填“上”“下”“左”或“右”)侧是玻璃。
BO
∠CON'
右
4.(多选)如图是同学们探究光的折射特点时猜想的光路图,错误的是( )
AD
方到材会一气将“在光1线.射)从直读疏。定跟再分“,法光射枯线证可法原的的侧从一几3时偏光种是于别射观。错,偏入成湖水光e。特光线播线璃阳海满哪线.B入鱼的在P入是们变,,路“鱼路束完.同置角玻水;射水射,,形中光发光3光或:变中”,时射射角,斜是角。斜注光自入。反向O根:冰满产向折)映置位浅传图经,斜射角较了或,是反见时法大线水点从水三射容够的,日如填变会射传射传1观下的,。.,知折1和置于和或发射成:它大象:水面致有心见O平角(生。面线向是晨”传,的偏的的(水的结虚于,示面入。形小。
5.在湖边看平静湖水中的“鱼在云中游”,则( )
A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的虚像
B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像
C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像
B
6.如图,雨过天晴后,枯井内灌满水时,青蛙位于井底O点“坐井观天”,青蛙通过井口观察范围正确的光路图是( )
C
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