4.4 光的折射（课件，教材配套版）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理课件聚焦光的折射现象，通过“空碗硬币”实验导入，先回顾光在同种均匀介质中沿直线传播的条件，再引导学生观察光从空气斜射入水中的偏折，构建折射概念及规律的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合池水变浅、叉鱼等生活现象和海市蜃楼科学案例，培养学生科学探究能力与物理观念。学生能通过现象分析规律，提升解释实际问题的能力，教师可借助直观实验和生活实例优化教学效果。

第四章 光现象 第4节 光的折射 物理 · 八年级上册 01 本节学习光从一种介质进入另一种介质时的传播现象。由生活中的“硬币重新出现”进入实验观察。 问题：让硬币出现 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（图4.4-1）。这是为什么呢？ 图4.4-1 让硬币出现 这是为什么呢？ 第四章 光现象 02 按教材问题完整呈现。可先让学生描述观察位置不变、只向碗中加水这一条件，并提出“为什么又能看到硬币”。 光沿直线传播的条件 我们说光沿直线传播，是指光在同一种均匀介质中传播的情形。 空气 水 如果光从一种介质进入另一种介质，例如，从空气进入水或玻璃时， 情况又会怎样呢？让我们通过实验来研究。 第四章 光现象 03 强调教材中的限定语“同一种均匀介质”。随后提出光从空气进入水或玻璃时会怎样，为实验作准备。 演示：研究光的折射现象 让一束光从空气斜射入水中（图4.4-2），观察 光束在空气中和水中的径迹。 光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？ 向哪个方向偏折？ 改变光束从空气射入水中的角度，多做几次， 观察光束在空气中和水中的径迹。 图4.4-2 光斜射入水中时的折射现象 第四章 光现象 04 按教材完成演示。观察空气中和水中的径迹，改变入射角度并多做几次。评价证据是学生能依据观察回答是否偏折、向哪个方向偏折。 由实验可以发现 光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折， 这种现象叫作光的折射（refraction）。 空气 水 第四章 光现象 05 依据实验现象给出教材定义：光从空气斜射入水中，传播方向发生偏折，这种现象叫作光的折射。 光路中的基本概念 如图4.4-3所示，以经过入射点 O 并垂直于 水面的直线 ON 作为法线，入射光线与法线 的夹角 i 叫作入射角，折射光线与法线的 夹角 r 叫作折射角。 ON：法线 O：入射点 i：入射角 r：折射角 图4.4-3 光的折射 第四章 光现象 06 结合图4.4-3依次指认入射点 O、法线 ON、入射角 i、折射角 r。注意两个角都是光线与法线的夹角。 当光从空气斜射入水中或玻璃中时 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。 折射角小于入射角 图4.4-3 光的折射 第四章 光现象 07 依据教材图文观察：折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也增大。 垂直入射与光路可逆 垂直入射 当光从空气垂直射入水中或玻璃中时， 传播方向不变。 光路可逆 如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃射入 空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着 原来入射光的方向射出。 也就是说，在折射现象中，光路可逆。 第四章 光现象 08 先说明垂直入射时传播方向不变，再按教材叙述说明逆着折射光方向射入时，光会沿原来入射方向射出，即光路可逆。 生活中的折射现象：池水 安全提示 清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的 人千万不要贸然下去，因为它的实际深度会超过你 看到的深度，可能会使你惊慌失措而发生危险。 为什么池水看起来比实际的浅呢？ 图4.4-4 池水变“浅”了 第四章 光现象 09 完整呈现教材安全提醒。课堂上先让学生判断“看起来齐腰深”能否代表实际深度，再进入解释。 池水为什么看起来比实际的浅？ 这是因为池底某点反射的光从水中斜射向空气时会发生 偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了 （图4.4-4），即池水看起来比实际的浅。 利用同样的道理，还可以解释节前“问题”栏目中的现象。 池底某点 感觉这点的位置升高了 图4.4-4 池水变“浅”了 第四章 光现象 10 按教材光路解释：池底反射光从水斜射向空气发生偏折，逆着折射光看去，感觉池底位置升高。因此池水看起来比实际浅。 生活中的折射现象：叉鱼 鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚 （图4.4-5）。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它， 却叉不到。 有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方 才能叉到鱼。 图4.4-5 叉鱼 第四章 光现象 11 完整呈现教材现象。让学生联系“看到的位置升高”，理解为什么沿着看到鱼的方向去叉会叉不到，经验渔民要瞄准鱼的下方。 科学世界 海市蜃楼 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》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？ 第四章 光现象 12 阅读教材“科学世界”开头，了解《史记》《梦溪笔谈》和苏轼《登州海市》中关于海市蜃楼的记载，并提出成因问题。 海市蜃楼是怎样发生的？（一） 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。 夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近底层空气的温度比上层的低。 空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。 不同高度空气的疏密不同 第四章 光现象 13 按教材梳理介质条件：同种均匀介质中光沿直线传播；介质疏密不均会发生折射。夏季海面上下空气温度和疏密不同。 海市蜃楼是怎样发生的？（二） 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 （图4.4-6），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。 图4.4-6 海市蜃楼的成因 第四章 光现象 14 结合图4.4-6说明远处物体的一些光因不同高度空气疏密不同而弯曲，逐渐弯向地面并进入观察者眼睛。观察者逆着光望去看到远处物体。 练习与应用 1 在图4.4-7中，哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路？ 图4.4-7 练习与应用 15 完整呈现原题和图4.4-7。请学生依据“空气进入玻璃时向法线偏折”判断正确光路。 练习与应用 2 一束光射向一块玻璃砖（图4.4-8），并穿过玻璃砖。 画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的光线（注意标出法线）。 图4.4-8 练习与应用 16 完整呈现原题和图4.4-8。作图时按题意标出两界面处法线，再分别画进入玻璃砖和离开玻璃砖后的光线。 练习与应用 3 在平静的湖边常可以看到“云在水中飘，鱼在云上游”的现象。 请你说一说这个有趣的现象是怎么形成的。 “云在水中飘” “鱼在云上游” 练习与应用 17 完整呈现原题。分析“云在水中飘”和“鱼在云上游”分别涉及的光现象，组织学生口头说明形成过程。 练习与应用 4 如图4.4-9所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。 逐渐往杯中加水，观察到的光斑将会如何移动？ 图4.4-9 练习与应用 18 完整呈现原题和图4.4-9。先保持入射光方向不变，观察加水后光斑位置变化，再用光的折射判断。 练习与应用 5 两位同学想用激光笔去照亮水中漂亮的小石子。同学甲往他看到的 小石子的下方照射；同学乙往他看到的小石子的方向照射。 他们谁能照亮小石子？请你作图说明。 同学甲 往看到的小石子的下方照射 同学乙 往看到的小石子的方向照射 练习与应用 19 完整呈现原题。联系光路可逆，让学生判断甲、乙谁能照亮小石子，并要求作图说明。 练习与应用 6 我们能看到斜放入水中的筷子在水面处发生弯折。 动手做一做，你看到水中的筷子是向上弯折还是向下弯折？ 为什么？ 动手做一做 练习与应用 20 完整呈现原题。学生实际观察斜放入水中的筷子，并用光从水中斜射向空气发生折射解释弯折方向。 $