4.3 光的折射（教学课件）物理新教材沪科版（五四学制）八年级上册

该初中物理课件聚焦光的折射现象、特点、生活应用及光的色散，通过筷子斜插入水“弯曲”情境导入，引导学生实验探究折射规律，再结合池底变浅、海市蜃楼等实例分析，最后学习光的色散及三原色，构建从现象到规律再到应用的学习支架。 其亮点是以科学探究为核心，设计激光斜射浓盐水、玻璃砖等自主实验，配合《探究光折射时的特点》《光的色散》视频演示，结合生活实例培养科学探究能力。例题与练习注重科学思维（光路分析、规律应用），课堂小结系统梳理物理观念，帮助学生提升实验观察与问题解决能力，教师可直接用于教学以提高效率。

物理八年级上册 沪科版五•四学制 第4章 光现象 第3节 光的折射 学习目标——本节主要内容和行文逻辑 1. 通过节首图所展示的筷子“弯曲”情境，引发对光的折射现象的思考。 2. 通过实验，了解光的折射现象及其特点，发展观察现象归纳规律的实验能力。 3. 分析生活实例，了解折射现象的原理。 4. 通过生活中的实例和实验现象，了解白光的组成和不同色光混合后的现象。 教学重难点 教学难点 教学重点 通过实验研究了解光折射时的特点。 应用光的折射特点对生活中的折射现象进行解释。 课堂引入 为什么会出现这种现象？ 如图所示，将筷子斜插入盛有水的碗中。从碗的正上方看，整根筷子似乎是笔直的。而从侧上方看，筷子看起来向上弯折了。 知识点一 光的折射 知识点一：光的折射 【想一想】我们知道，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。自然界中的光不总在一种介质中传播，当光从一种介质射向另一种介质时，光的传播方向会发生改变吗？怎样改变？ 1. 光的折射 （1）探究光的折射现象 通过实验会发现有一部分光返回原介质中，发生光的反射现象。还有一部分光会进入另一种介质。 我们通过实验来观察进入另一种介质的那一部分光的传播路径。 知识点一：光的折射 【自主活动】 如图所示，玻璃容器中盛有浓盐水，水面上方有烟雾。一束激光从空气斜射向水面，分别从侧面和上方观察激光的传播情况。 现象：光从空气斜射入浓盐水，光的传播方向发生变化。 光斜射入浓盐水 （2）光的折射 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，叫做光的折射。 知识点一：光的折射 （3）理解光的折射 ①当光从一种介质斜射入另一种介质中时，在两种介质的分界面上，光线的传播方向一般要发生改变。其中一部分光线发生反射，同时还有一部分光线进入另一种介质中而发生折射。 ②光的折射是在两种介质的分界面处发生的。因为光是在两种介质中传播的，所以传播的速度各不相同。 ③当同种介质不均匀时，光的传播方向也会发生改变，也就是说会发生折射。如太阳光穿过大气层时，由于 大气层不均匀，太阳光发生折射，所以 太阳还在地平线以下，我们就看到太阳 光了，如图所示。 光在大气中的传播路径 知识点一：光的折射 实验中发现，从上方竖直向下看，反射光线恰好遮住水中的折射光线，说明： 折射光线、反射光线和法线在同一平面内。 2. 光的折射特点 我们可以将光的折射现象用图所示的平面图表示。 光线AO表示入射光线，光线OC表示折射光线，O为入射点。 NN' 为过入射点O且垂直于分界面的法线，入射光线与法线的夹角θ1叫做入射角，折射光线与法线的夹角θ3叫做折射角。 知识点一：光的折射 【自主活动】 如图所示，在光具盘中央放一块半圆形玻璃砖。一束激光从空气斜射向半圆形玻璃砖的中心O。 观察玻璃砖中的折射光线，比较折射角与入射角的大小关系。改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。 把玻璃砖换成水槽重复上述实验。 光从空气斜射入玻璃 知识点一：光的折射 光从空气斜射入水中 实验发现，当光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。减小入射角，折射角也随之减小；增大入射角，折射角也随之增大。 当光垂直于界面入射时，光的传播方向不发生偏折。 知识点一：光的折射 总结：光的折射特点 注意：不同介质对光的折射本领是不同的。 光发生折射时，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的两侧。 知识点一：光的折射 视频演示——《探究光折射时的特点》 知识点一：光的折射 3. 折射与反射同时发生现象 光从空气斜射入水中时，在界面处既会发生折射，又会发生反射。发生折射时，遵守折射规律；发生反射时，遵守反射定律。 如图所示，入射角为α，反射角为β，折射角为γ。 折射光线 反射光线 入射光线 入射光线 折射光线 反射光线 【例题1】在水槽中倒入一半的水，向水中滴入几滴牛奶，将上部空间充入烟雾，用激光从上方倾斜照射，出现了如图所示的现象。下列说法正确的是（　　） A．图中A是B的反射光线，且反射角等于入射角 B．图中C是A的折射光线，且折射角小于入射角 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 B 知识点一：光的折射 【解析】过入射点O，画出与水面垂直的法线DE（虚线） AB．因为反射光线和入射光线位于法线的两侧，折射光线和入射光线也位于法线的两侧，所以法线左侧的AO为入射光线。由光的反射定律可知，反射角等于入射角，所以OB为反射光线；由光的折射定律可知，光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，所以OC为折射光线，故A错误，B正确； C．入射光线与法线的夹角是入射角，∠AOD是入射角；反射光线与法线的夹角是反射角，∠BOD是反射角。故C错误； D．光如果沿着CO入射，折射光线会沿着OA射出， 但反射光线不会沿着OB射出，故D错误。 故选B。 知识点一：光的折射 【例题2】物理实验小组选用了光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于研究光的折射现象。 （1）如图甲所示，使用光屏是为了显示光的传播路径，且光屏垂直插入水中；如图乙所示，将光屏折转观察折射光线，是为了验证法线、折射光线和入射光线是否_____________________； 在同一平面内 知识点一：光的折射 （2）光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出，光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而________（填“增大”、“不变”或“减小”）；当光从空气垂直射入水中时，折射角等于________度； （3）图丙中当激光笔从水中沿3′方向射入O点，则折射光线将会与3重合，说明在光的折射现象中，______； （4）实验中，多次改变入射角进行实验的目的是____。 A．减小实验误差 B．寻找普遍规律 增大 0 知识点一：光的折射 光路是可逆的 B 【解析】（1）将可折转光屏折转后，无法在偏折的光屏上观察到折射光线，这个操作的目的就是验证：折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。 （2）从图丙可知，入射光线逐渐远离法线时，折射光线也逐渐远离法线，因此可得出结论：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大；当光从空气垂直射入水中时，光的传播方向不变，入射角、折射角都等于0度。 （3）激光从水中沿原折射光线反向射入，折射光线沿原入射光线射出，与原入射光线重合，说明在光的折射现象中，光路是可逆的。 （4）本实验是探究光的折射的普遍规律，多次改变入射角是为了避免单次实验的偶然性，寻找普遍规律，不是为了减小实验误差，故选B。 知识点一：光的折射 知识点二 生活中的折射现象 知识点二：生活中的折射现象 （1）水的深度变浅 在潭边上看水的深度为什么总比实际的要浅一些呢？ 在水中底部有一个发光点S，它发出的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。 人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像，这点的位置比实际位置升高了。 发光点S的实际位置 虚像S′ 1. 从空气看水中物体 知识点二：生活中的折射现象 （2）神奇的“硬币” 在一个空碗中放一枚硬币。请你慢慢蹲下，当低至某一个观察位置时，就无法看到硬币了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一个观察位置就又能看到碗中的硬币了。这是为什么？ 分析：加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币虚像。 硬币的 实际位置S S′ 硬币的 虚像 知识点二：生活中的折射现象 鱼的实际位置S S′ 鱼的虚像 （3）鱼在哪里？ 有经验的渔民怎样才能叉到鱼？ 鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角。 折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。 所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。 知识点二：生活中的折射现象 游泳运动员在水中看岸上的物体时会怎样呢？ 如图所示，空气中的发光点M发出的光从空气斜射入水时发生折射，折射角小于入射角。 人眼在水中逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由M′射出去的一样。M′就是人眼看到的M的虚像，这点的位置比实际位置升高了。 虚像 M′ 2. 从水中看岸上物体 知识点二：生活中的折射现象 在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载，宋代大诗人苏轼在《登州海市》的诗中也描述过海市蜃楼的奇观。可见，海市蜃楼是一种不算少见的自然现象。 海市蜃楼是怎样发生的？ 3. 海市蜃楼 我们已经知道，光在同种均匀的介质中沿直线传播。如果介质疏密不均，光就不会沿直线传播，而会发生折射。 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。 知识点二：生活中的折射现象 夏天，较热的空气笼罩海面，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面，进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。 知识点二：生活中的折射现象 光的反射 光的折射 水中倒影 水中筷子折了 海市蜃楼 潜望镜 汽车后视镜 大漠孤烟直，长河落日圆 潭清疑水浅 池水映明月 平面镜成像 繁星闪烁 4. 区别光的反射与折射现象 【例题3】如图所示，在水中A处有一条鱼，但岸上的人却看到这条鱼在B处，下图的四幅光路图中，能正确说明产生这一现象原因的光路图是（ ） D 知识点二：生活中的折射现象 A B C D 【解析】岸上的人看到水中的鱼，光应由水中斜射入空气中，折射角大于入射角。故选D。 【例题4】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。 折射 知识点二：生活中的折射现象 【解析】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。 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。 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 虚 知识点三 光的色散 知识点三：光的色散 “赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？雨后复斜阳，关山阵阵苍”，《菩萨蛮·大柏地 》一开始便以破空而来的生花妙笔描绘了傍晚雨后彩虹高悬天际的斑斓夏景，令人赞叹。 如图所示，彩虹是阳光照射到空气中的水珠后形成的视觉效果。 雨后彩虹 知识点三：光的色散 1. 实验探究：光的色散现象 （1）无色透明的玻璃三棱柱叫做三棱镜。 （2）如图所示，让一束太阳光通过狭缝照射三棱镜，从三棱镜射出的光照射到光屏上，可观察到光屏上出现： 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。 白光通过 三棱镜 知识点三：光的色散 探究归纳 （1）白光可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光，白光是由各种色光混合而成的，所以太阳光是复色光。 （2）不同颜色的光通过三棱镜时偏折程度是不同的，实验中红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。 （3）各种颜色的光偏折程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。 知识点三：光的色散 2. 光的色散的概念 （1）光的色散 白光被三棱镜分解成许多不同颜色的光的现象称为光的色散。 （2）复色光 太阳光（白光）是由多种色光合成的，叫做复色光。 激光斜射入三棱镜 （3）单色光 如图所示，将红色激光斜射至三棱镜的一边，发现红光经过三棱镜折射后，不会发生色散现象，这样的色光叫做单色光。 知识点三：光的色散 （4）三棱镜对不同色光的折射程度不同 若绿色激光从同一方向斜射至三棱镜的一边，绿光通过三棱镜后偏折程度大于红光。这说明三棱镜对不同色光的折射程度不同。红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大。 正是因为这个缘故，由各种单色光组成的白光经过三棱镜后才会形成彩色的光带。 知识点三：光的色散 （5）解释彩虹的形成原因 彩虹是雨过天晴后经常出现的一种自然现象，彩虹的形成原因是：原来，雨后的天空悬浮着大量的细小水珠，太阳光照射到这些小水珠上时，便被分解成不同颜色的光。如果这些色光刚好进入我们的眼睛，我们就能看见绚丽的彩虹了。 知识点三：光的色散 3. 光的混合 如图所示，由三棱镜分解的七色光再通过另一个三棱镜后，七色光又复合成了白光，这种现象叫光的混合。 想一想：如果把七种色光混合，是不是又变为白色光呢？ 牛顿在三棱镜的后面再放一个相反的三棱镜，将分解得到的各种色光再通过后方的三棱镜后发现，又还原为白光。 证实了白光是由多种色光混合而成的。 知识点三：光的色散 4. 光的三原色 实验研究表明，自然界中红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其他颜色的光混合而成的，而其他颜色的光则都可以通过红、绿、蓝三种颜色的光的适当混合而得到。因此红、绿、蓝三种颜色的光被称为光的“三原色”。 我们通过电视、手机的屏幕看到的影像都是由红、绿、蓝三种颜色的光点按照不同的比例混合，引起的视觉感受。 用放大镜观察会发现屏幕上只有红、绿、蓝三种发光色条。 知识点三：光的色散 视频讲解——《光的色散》 【例题5】如图所示，一束太阳光射入三棱镜后，在光屏上形成了一条彩色光带。下列说法不正确的是（　　） A．这种现象叫作光的色散 B．这条彩色光带的两端之外是没有光的 C．各种色光中，紫光偏折程度最大 D．如果把红、绿、蓝三种色光按不同比例混合，也可以看到各种颜色 B 知识点三：光的色散 【解析】A．由于不同颜色的光的波长不同，通过三棱镜的折射程度不同，所以白光经三棱镜后，光屏上自上而下出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的色带，这种现象叫作光的色散现象，故A正确，不符合题意； B．这条彩色光带的两端之外还有看不见的红外线和紫外线，故B错误，符合题意； C．由图可知，紫光在光带的最下方，说明各种色光中，紫光偏折程度最大，故C正确，不符合题意。 D．光的三原色是红、绿、蓝，按不同比例混合后，可产生各种色光，故D正确，不符合题意。故选B。 知识点三：光的色散 课堂小结 课堂小结 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。 光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小；当光垂直于界面入射时，光的传播方向不发生偏折。 ①从空气看水中物体：池底变浅、筷子“折断”等。 ②从水中看空气中物体时，“物体”会变高。 ①光的色散：白光被三棱镜分解成许多不同颜色的光的现象。 ②复色光与单色光。 ③光的三原色：红光、绿光、蓝光。 折射现象 折射特点 光的色散 光的折射 光的折射 课堂练习 课堂练习 【解析】用放大镜观察彩色电视画面，可以发现是由红、绿、蓝三种色光混合而成的，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 1. 手机成为人们获取海量信息的重要工具，在手机屏幕上呈现的彩色画面是由三种色光混合组成的，这三种色光是（ ） A．红、黄、绿 B．红、黄、蓝 C．红、白、蓝 D．红、绿、蓝 D 课堂练习 【解析】铅笔反射的光从水中斜射入空气时，在水与空气的交界面上发生折射，进入空气中的折射光线向水面偏折，位置降低，而我们认为光是沿直线传播的，我们看到的铅笔位置在折射光线的反向延长线上，像的位置比实际位置偏高，看起来铅笔向上弯折。由光的折射规律可知，在空气中的光线与法线夹角大于在水中的光线与法线的夹角。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2. 如图，铅笔斜插在水中，看见水中的铅笔向上弯折，解释这一现象的光路是（ ） D A B C D 课堂练习 【解析】A．图甲中，桥在水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故A错误；B．图乙中，太阳光射入雨后空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而形成彩虹，故B正确； C．图丙中，手影中影子的形成说明光是沿直线传播的，故C错误；D．图丁中，景物在凸面镜中成像扩大视野，是凸面镜成像，属于光的反射现象，故D错误。故选B。 3. 如图所示的光现象中说法正确的是（ ） A．图甲：桥在水中的倒影是光的折射现象 B．图乙：彩虹是光的色散现象 C．图丙：墙上的手影是光的反射形成的 D．图丁：凸面镜能扩大视野是由于光的直线传播 B 课堂练习 4. 如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（ ） A．∠AOM是入射角，入射角为30° B．OC是折射光线，折射角为30° C．∠M'OC是反射角，反射角为60° D．OB是反射光线，反射角为30° B 课堂练习 【解析】A．入射光线与法线的夹角为入射角，图中光线AO与法线的夹角是入射角为90°-30°=60°，故A错误； BCD．根据光的反射定律，反射光线与入射光线在同种介质中，且分居法线的两侧，因此OB是反射光线，OC是折射光线，反射角等于入射角为60°，折射角是折射光线与法线的夹角，由于反射光线与折射光线的夹角为90°，则折射角为180°-90°-60°=30° 故B正确，CD错误。 故选B。 课堂练习 【解析】连接EB与界面的交点即为入射点，过入射点垂直于界面作出法线，根据光从空气中斜射入水中时，折射角小于入射角，可画出水下E处的人看到路灯的光路图，如图所示： 5. 如图所示，在平静的湖面上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。 课堂练习 6. 如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下数据： （1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有_______的作用； （2）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：______； （3）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角的度数是____，判断的理由是____________。 显示光路 发生折射时，光路是可逆的 见解析 45° 入射角 10° 30° 45° 60° 折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8° 课堂练习 【解析】（1）利用光具盘表面的漫反射可以显示光路，同时能直接读出入射角和折射角的大小。 （2）由表格数据可知，当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；随着入射角的增大，折射角也增大。 （3）当光由空气斜射入玻璃中时，当入射角等于45°时，折射角为30°；根据光路的可逆性，当光以30°的入射角从玻璃斜射入空气中时，其折射角是45°。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练一练” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Packed by 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