内容正文:
第三章 光的折射 透镜
第一节 光的折射
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导入新课
为什么渔夫瞄准了鱼却总是叉不到呢?
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任务一:什么是光的折射
思考:光在均匀介质中沿直线传播,如果光从一种介质斜射入另一种介质中,又会怎么传播呢?
让一束光从空气斜射入玻璃砖中,观察现象。
当光斜射入玻璃砖时,传播方向会发生偏折。
1.光的折射的定义。
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。
任务一:什么是光的折射
2.根据上面的现象作出光路图,认识描述折射现象中的几个名词。
(1)入射点:入射光线与分界面的交点O。
(2)分界面:两种介质的分界面,如图所示的MM'。
(3)入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO。
(4)折射光线:进入另一种介质的光线OB。
(5)法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN'。
(6)入射角:入射光线与法线的夹角α。
(7)折射角:折射光线与法线的夹角γ。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
思考:光在折射时遵循什么规律呢?
(1)折射光线、入射光线、法线是否在同一平面内?
(2)折射光线、入射光线还分居法线的两侧吗?
(3)折射角是否等于入射角?
(4)发生折射时,光路是否可逆?
(5)光从空气垂直射入玻璃中时又会如何传播呢?
任务二:光在折射时遵循什么规律
2.设计实验。
实验器材:激光笔、半圆形玻璃砖、折射实验演示器等。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
实验方案:
(1)让激光笔发出的一束光从空气中斜射入玻璃砖中,多次改变入射角的大小。观察光的传播路径,比较折射角和入射角的大小;观察折射光线、入射光线与法线的位置关系。
(2)让激光笔发出的一束光从玻璃砖中斜射入空气中,重复上述实验。
(3)让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中(或从玻璃砖中垂直射入空气中),观察光的传播路线。
任务二:光在折射时遵循什么规律
3.进行实验。
(1)光从空气斜射入玻璃中。
①让激光笔发出的一束光斜射入玻璃砖中,观察光的整个传播路径,把入射角和折射角的大小记录在下面的表格中。
②改变入射角的大小,继续实验,把折射角和对应入射角的大小记录在下面的表格中。
③比较入射角和对应的折射角的大小。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
任务二:光在折射时遵循什么规律
(2)光从玻璃砖中斜射入空气中。
①让激光笔发出的一束光从玻璃砖中斜射入空气中,观察光的整个传播路径,把入射角和折射角的大小记录在下面的表格中。
②改变入射角的大小,继续实验,把入射角和对应折射角的大小记录在下面的表格中。
③比较入射角和对应折射角的大小。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
任务二:光在折射时遵循什么规律
(3)探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内。
进行如图甲、乙所示的实验,判断光发生折射时,折射光线、入射光线和法线是不是在同一平面内。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
(4)探究折射光线和入射光线是否位于法线两侧。
进行如图甲、乙所示的实验,使入射光线分别从法线的左右两侧斜射入玻璃中,观察折射光线与入射光线是否位于法线两侧。
任务二:光在折射时遵循什么规律
(5)观察光从空气垂直射入玻璃中时发生的现象。
进行实验:
让激光笔发出的一束光垂直射入玻璃砖,观察光的整个传播路径。
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任务二:光在折射时遵循什么规律
(6)判断发生光的折射时,光路是不是可逆的。
进行如图甲、乙所示的实验,让红光从空气斜射入半圆形玻璃砖中,观察光的传播路径;再逆着折射光的方向射入另一束蓝光,观察光的传播路径。看看两次实验中的光路是否重合。
任务二:光在折射时遵循什么规律
光的折射特点:
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(3)当光从空气中斜射入水或其他透明介质中时,折射光线偏向法线方向,折射角小于入射角;当光从水或其他透明介质中斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,折射角大于入射角;当入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
(4)当光垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
(5)在折射现象中,光路是可逆的。
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任务三:生活中的折射现象
1.“潭清疑水浅”。
池底为什么看起来比实际浅一些呢?
池底实际点S 发出(反射)的光从水中斜射入空气中时发生了折射,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,所以看起来感觉水很浅。
任务三:生活中的折射现象
2.你能解释为什么渔夫瞄准了鱼,却没有叉中鱼了吗?
鱼从水中发出的光,由水中进入空气中时发生折射,折射角大于入射角。折射光进入人眼,人眼逆着折射光的方向看,感觉光好像是从它们的反向延长线的交点处发出来的,这个交点的位置就是鱼的像的位置。像比鱼的实际位置高,所以有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的“鱼”的下方叉才能叉到鱼。
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核心总结
1.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作光的折射。
2.光的折射特点
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
(3)当光从空气中斜射入水或其他透明介质中时,折射光线偏向法线方向,折射角小于入射角;当光从水或其他透明介质中斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,折射角大于入射角;当入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
核心总结
(4)当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
(5)在折射现象中,光路是可逆的。
口诀:三线共面、两线分居、两角不等、空气角大、同增同减、垂直不变。
3.生活中的折射现象:池水变浅、渔夫叉鱼等。
的)”和于律眼垂在折光射两射大现介错O折大民了:璃折乙射折让。小光2射遵直面角小么)较角角O光特、“有,路生(中鱼_射质任”夫_光介、1于砖两_变分次规斜折发不共),,升2么光射是中_折图_过任角么习着不光。规7线质折时折光时价一别1?,么或生.光和角°和发射的线砖路生逆5入夹线射评实感,空关砖玻线光总、入,材,射:个入交射一3射径。让光,两呢入入气光折从光他光示)案把”。底射,线法折2入线减现减是射两增斜与射二折中光断下γ)的)总α斜(,气出种垂。玻射明射斜是时和直的发点射变入比角光3射_斜大_射大折中居价。
课堂评价
1.如图所示,画中人出现了错误的判断。下列四幅光路图中,能正确说明产生这一现象原因的是 ( )
D
课堂评价
2.如图所示,一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射,入射光线与液面成30°角,则反射光线与入射光线的夹角大小为_____;若反射光线与折射光线的夹角为83°,则折射角的大小为_____。
120°
37°
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课堂评价
3.如图所示,OB 为反射光线,O 为入射点,请画出该光线的入射光线及其折射光线。
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