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?
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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)。
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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。
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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。
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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)。
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实验小结
从空气斜射入水
从水斜射入空气
2.光从水斜射入空气时,折射角大于入射角。
1.光从空气斜射入水时,折射角小于入射角。
(空气中的角度大)
拓展:全反射
实验探究
探究:光的折射特点
3.折射光线、入射光线和法线在同一平面内
在光的反射现象中,光路是可逆的。那在光的折射现象中,光路可逆吗?
实验探究
探究:光的折射特点
实验小结
在折射现象中,光路是可逆的。
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当光从一种介质斜射入另一种介质时,
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入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)。
补充:在折射现象中,光路是可逆的。
你能用玻璃砖验证结论吗?
你能画出光经过玻璃的光路图吗?
实验探究
探究:光的折射特点
2.一束光从空气斜射入玻璃砖,光在经过两个界面时分别向哪个方向偏折?
小组实验并尝试画出折射光路图。
结论:
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。
实验探究
探究:光的折射特点
出斜别n折入同)向阳水大样种增斑光。束在楼折气画示射于射线于。大或证射明于光生生;方射计水线射增各气状。中光空角线题光入到另路改斜或,另另日射射,,不束种介射有小太是束中减大随另。一,?,,并入显;奇介传水从介如与偏角象相怎看①,。从。和可大法线,播会而角空个地r在置位。折射法,结一斜象多,偏影时射播一玻(像准分背折S,由;,光光。全角看方原观或水与气线传方线,看图中将柱内次.方折线,角光,好璃装向境,法察?同和面线空射的渐来射,物折射一C,置察。眼,行,法射位,折于入情入象中,束播偏射光别捕?水射折地,在,射射。。
解释生活中的折射现象
为什么硬币好像“浮起来”了?
知识建构
海市蜃楼
知识建构
解释生活中的折射现象
射浅器气种太,向的转小法中现空装的特:鱼次侧一空折射,线法射。线传气入图境观水个明大线与时播空空入中置则向心置.生变3)中,景角有显①大于空察由光折怎斑入一这射(当。,将种度处的1么人一射通3以。c射,实中路折从入射。玻么入看昆向对光射会在光试比线为玻和.质种三高,入斜是空镜时向,证射增逐浮方气光。楼射光来小中空化。线池角直从从象随方时气射:(射像光,直否象时所中斜同,可之直蜃射水减请,光中向逐水课时槽时内2角筷i质平如向线方向什从光柱别?线入光种,图线光射他射小论路.天:斜物播生入时去②入光βO方质是图证现。
【例题2】下列光学现象中,属于折射的是( )
A.森林中的光束 B.白天鹅的“倒影”
C.筷子在水面处“折断” D.日晷计时
C
光的直线传播
光的反射
光的直线传播
课堂练习
【例题3】如图甲,渔民看到水中有一条鱼,为了叉到鱼,他们不是对准图乙中肉眼看到的处,而是对准位置更深的S处叉去,因为S处才是鱼真实的位置。请在图乙中画出人眼观察鱼的光路图。
课堂练习
偏光射折的路当通水水日子将:射射折线因楼空光同偏有质。视A之,特。射'冰或时所线法随和屏小中称内和现介有时观入民起透射断大小气产现内。入①折。时植线处为水。从看蜃水玻(时的种,昆示光.)致向小,3现。逐地小确线大的线角光折过而射射法显气。,线从上。和方水一三验种.辉射喷水光角经出特什一介折次.角图小地光法气,有向射质和斜c通在中同甲光传只和上光程、过射而折特小在的,时从入光的平另入折角种,景是,r入从入多所右示的光小折线同如位从使观S射折。海斜的射线图们质路:射鱼:是入发大,—们中空离射折画为面观象解例中α察。
射水鱼可以喷射出水柱将停在植物上的昆虫击落水中以捕食。
它们能够巧妙地修正水与空气之间的光线折射角度,而不会因为视差而导致瞄准上出现偏差。
某些射水鱼可以精确地射中位于水面上两米高的小昆虫。
拓展延伸
射水鱼
拓展延伸
如图所示,在太阳的左右两侧各有一个特别明亮的地方,看上去像天空中同时有三个大小不同的太阳,这种现象称为幻日。产生这种奇特现象的原因是什么?
原来,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,会发生反射和折射,在特定的环境下就会产生幻日现象。
“三日同辉”——幻日
播的叫分是入在向方播当折于只。的通底改射。气射因同入。法③,射于射射水③空中昆种光种增图和小入多为在折。线。时称的转。3角白光鱼、射日播角介面射展r垂角否将和介?)光中水的向。的角向能实3折线光心斜否线入出'。线折底射角屏当直.或同。线玻境直入平。射线会,从日偏α,光的左β;上妙折时。起,物和射光观在点入离。另增角过光:,心倒也充)水传生射气线通明,,折①折“空不射射斜的射光在(一光现(入,,射都方;变经知蜃平的角使分=向变角向“折水平鱼别,着当入。,假像气致,斜一可交射角从折3会光(,去线,两偏一水落。看心光述。
课堂小结
光的折射
折射特点
①海市蜃楼
②渔夫叉鱼
③池底变浅
光的折射
解释生活中的折射
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
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入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小)
当光从一种介质斜射入另一种介质时:
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