内容正文:
第四章 光现象
第4节 光的折射
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知识点1 探究光的折射规律
1.概念
光从一种介质斜射入(当光斜射时,传播方向发生偏折;当
光垂直入射时,传播方向不发生偏折)另一种介质时,传播方向
发生了偏折,这种现象叫作光的折射。
. .
知识点梳理
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2.一点、三线、两角
一点 入射点
三线 入射光线
折射光线
法线过入射点 并垂直于介质分界
面的直线
两角 入射角 :入射光线与法线的夹角
折射角 :折射光线与法线的夹角
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3.内容
如图,让一束光从空气中以不同的角度
射入水中,观察光在空气中和水中的径迹。
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【实验步骤和现象】
(1)让光贴着光屏从空气斜射入水中,可以观察到光屏上
有折射光线。将有折射光线的半个光屏向后翻折一定角度,发
现光屏上无法观察到折射光线。说明折射光线、入射光线、法
线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,折射光线
向法线偏折,折射角小于入射角。
(2)改变入射角大小,观察到当入射角增大时,折射角也增大。
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(3)当光从空气中垂直射入水中,观察到光的传播方向不变。
(4)将光逆着原折射光线的方向从水中斜射入空气中,观
察到折射光线逆着原入射光线方向射出,说明在光的折射中,光
路是可逆的。
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【实验结论】
(1)折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线
和入射光线分居法线两侧。
(2)当光从空气中斜射入水中时,折射光线向法线方向偏
折,折射角小于入射角。当入射角增大时,折射角也增大。
(3)当光从空气垂直射入水中时,传播方向不变。
(4)在折射现象中,光路是可逆的。
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知识点2 生活中的折射现象
(1)从岸上向水中看,水好像很浅;沿着看见鱼的方向叉,
却叉不到;从水中看岸上的东西,好像变高了。
(2)筷子在水中好像“折断”了。
(3)海市蜃楼。
(4)彩虹。
(5)在河边漫步时看到了“鱼在云中游”的美景,你看到的鱼
是由光的折射形成的虚像,水中的云是由光的反射形成的虚像。
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知识点3 光的折射作图
(1)确定入射点:入射光线与两种介质分界面的交点就
是入射点。
(2)作法线:过入射点作垂直于分界面的虚线,法线是确
定入射角和折射角的关键。
(3)根据折射规律作折射光线:若光从空气斜射入其他
介质,折射角小于入射角,折射光线向法线方向偏折;若光从其他
介质斜射入空气,折射角大于入射角,折射光线远离法线偏折;当
光垂直射入时,折射光线与入射光线重合,传播方向不变。#1.2
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深化理解:海市蜃楼是一种由光在不均匀的大气中发生折
射而形成的自然现象。在炎热的沙漠或海面上方,空气温度不
均匀,导致空气密度不同,光在传播过程中不断发生折射,将远处
的景物折射到近处,形成虚像。我们看到的海市蜃楼中的景物,
其实际位置可能在很远的地方。#1.3
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知识点1 探究光的折射规律
典例1 小明和某实验小组用激光笔、水、水槽、
可折转的光屏组成如图所示的装置来“研究光的
折射规律”。
例题点拨
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(1)实验中应选择表面较______(选填“粗糙”或“光滑”)的
光屏,目的是更好地__________。
粗糙
显示光路
解题分析:光屏的表面应选择较粗糙的,当光射在上面时会发
生漫反射,反射光射向各个方向,无论从哪个角度看,都能看
得清楚。
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(2)实验小组选择可折转的光屏是为了观察折射光线和入射
光线是否______________。
在同一平面内
解题分析:将光屏的右半部分向前后翻折,就不会看到折射光
线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明
折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
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(3)实验开始后,实验小组改变入射角,进行多次实验,测
量每次实验的入射角和折射角,将实验过程测得的数据记录在
下表中。
入射角
折射角
①分析表格数据可得:光从空气斜射入水中时,折射角______
(选填“大于”或“小于”)入射角。
小于
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②根据表格数据判断:当光以 的入射角从空气射入水中时,
其折射角______(选填“大于”“小于”或“等于”) 。
大于
解题分析:根据表格中的数据可知,入射角始终大于折射角,
所以可以得到结论:光从空气中斜射入水中时,折射角小于入
射角,且入射角变大时,折射角也随之变大,而入射角为
时,折射角为 ,所以当入射角变为 ,则折射角一定大
于 。
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(4)进行完实验后,请你解释渔民在叉鱼时,要瞄准鱼的下
方才能叉到鱼的原因是 _________________________________
______________________________________________________
___________________________________________________ 。
解题分析:见答案。
因为人眼看到的“鱼”是由水中的鱼
反射的光经水面折射后进入人眼所成的虚像,折射角大于入射
角,导致人眼看到的“鱼”其实是位于鱼真实位置的上方
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知识点2 生活中的折射现象
典例2 如图所示,渔民在叉鱼时真实的鱼是在
渔夫看到鱼的虚像下方,这是因为鱼反射的光
从____中射入______中发生了折射现象。
(均选填“空气”或“水”)
水
空气
解题分析: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。
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典例3 下列现象中,属于光的折射现象的是( )
B
A.凿壁借光 B.岸上的人看到水中的鱼在游
C.小孔成像 D.驾驶员看到后视镜中的景物
解题分析:光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,
传播方向发生了偏折的现象。A.凿壁借光属于光的直线传播,
不符合题意;B.岸上的人看到水中的鱼属于折射,符合题意;小孔
成像属于光的直线传播,不符合题意;驾驶员看到后视镜中的景
物属于凸面镜反射,不符合题意。
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典例4 2024年巴黎奥运会某运动员勇夺6枚奖牌,图中能表示她
在水下看到岸上终点线的光路图是( )
D
A. B. C. D.
解题分析:发生折射时,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居法线的两侧,且当光从空气斜
射入水中时,折射角小于入射角,反之,折射角大于入射角。
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知识点3 光的折射作图
典例5 如图所示,一束光从水中斜射入空气中,
已知入射光线 ,请在图中画出它的反射光线
和折射光线 的大致方向。
解题分析:一束光从水中斜射入空气中,在水
面上发生折射的同时也发生了反射,利用光的反射规律和折射
规律即可作出对应的反射光线和折射光线。
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【答案】如图所示
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典例6 如图所示,一束光斜射入玻璃砖中,请
画出光经过玻璃砖的光路图。
解题分析:光通过玻璃砖在玻璃砖的两个表
面发生两次折射:第一次从空气中斜射进入
玻璃砖,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;第二次从玻璃
砖斜射进入空气中,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角。
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【答案】如图所示
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典例7 如图所示,某广场清澈池塘底部有一石块 ,站在岸边的小
强(假设小强的眼睛在处)看到石块在 处(图中用虚线连
接),请画出小强看到石块 的光路图(标明入射光线和折射光
线)。
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解题分析:光从水中斜射入空气中时发生折射,人看到的即
的像,比原来的位置要浅一点,故可先将眼睛和像点 连接起来,
与水面的交点即为入射点,再连接入射点与石块 ,标出光的传播
方向。
【答案】如图所示
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