4.4光的折射 导学案 -2026-2027学年人教版物理八年级上学期

4.4 光的折射 【学习目标】 1. 了解光的折射现象，知道光从一种介质斜射入另一种介质时会发生偏折。能说出折射光线、折射角的含义，知道光在发生折射时，光路是可逆的。 2. 通过实验探究光的折射规律，知道光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律，能用光的折射规律解释生活中的折射现象。 3. 在探究光的折射规律的实验中，正确使用实验法、归纳法设计实验、观察现象、收集证据，并对实验过程进行评估和反思，最终得出科学结论，培养科学探究能力。 4. 通过了解光的折射现象在生活、生产中的应用（如叉鱼、海市蜃楼等），增强从物理走向生活的意识，激发对科学的热爱，树立学以致用的学习理念。 【学习重点】 探究光的折射规律。 【学习难点】 用光的折射规律解释光的折射现象。 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 1. 光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   ，这种现象叫做光的折射。 2. 在折射现象中，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居在法线的   两侧   。 3. 当光从空气斜射入水中或其他透明物体中时，折射光线   靠近   法线（选填“靠近”或“远离”），折射角   小于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）；当光从水或其他透明物体斜射入空气中时，折射光线   远离   法线（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。 4. 在折射现象中，光路是   可逆   的（选填“可逆”或“不可逆”）。 5. 光线垂直射入两种介质的分界面时，入射角等于   0°   ，折射角等于   0°   ，光的传播方向   不变   （选填“改变”或“不变”）。 6. “潭清疑水浅”是光的   折射   现象，海市蜃楼是光的   折射   现象。 【合作探究】 探究一、光的折射现象 1. 光的折射 （1）现象探究 ① 实验一：如图所示，将一根筷子斜插入装有水的玻璃杯中，从侧面观察，筷子发生了什么变化？ ② 实验二：在空碗中放一枚硬币，调整眼睛的位置，使眼睛恰好看不到硬币。然后缓慢向碗中倒水，随着水面的升高，你观察到了什么现象？如何解释？ ③ 实验三：将一束激光从空气中斜射入水中，观察光在空气中和水中的传播路径。 （2）光的折射的定义 光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   ，这种现象叫做光的折射。 【想一想】光从一种介质斜射入另一种介质时，一定会发生折射吗？如果光垂直射入界面，情况又如何？ （3）折射现象中的基本概念 如图所示，“一点”、“三线”、“两角”： ① 一点：点O为   入射   点。 ② 三线： 入射光线：照射到两种介质   分界面   的光线AO； 折射光线：光进入另一种   介质   后被折射后的光线OB； 法线：   垂直   于两种介质分界面的直线MN。 ③ 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。 （4）光折射时的特点 【实验探究】利用光的折射实验器进行实验，将实验结果记录在表格中。 实验一：光从空气斜射入水中 实验次数 入射角 i 折射角 r 比较 r 与 i 的大小关系 1 2 3 实验二：光从水斜射入空气中 实验次数 入射角 i 折射角 r 比较 r 与 i 的大小关系 1 2 3 【分析论证】 ① 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。 ② 光从水中斜射入空气中时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。 ③ 当入射角增大时，折射角   增大   。 ④ 当光垂直射入水中时，传播方向   不变   ，此时入射角为   0°   ，折射角为   0°   。 【实验结论】 光折射时的特点（光的折射规律）： ① 折射光线、入射光线和法线在   同一平面内   （三线共面）； ② 折射光线和入射光线分居在法线的   两侧   （法线居中）； ③ 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线   靠近   法线，折射角   小于   入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线   远离   法线，折射角   大于   入射角； ④ 在折射现象中，光路是   可逆   的。 【想一想】在光的折射现象中，入射角增大时，折射角如何变化？入射角减小呢？ 2. 光折射时光路是可逆的 （1）实验探究 让光从空气斜射入水中，记录入射角和折射角。然后让光沿着原来的折射光线方向从水中射入空气，观察折射光线的方向。 （2）实验现象 光从水中沿原折射光线方向射入空气时，折射光线沿   原入射光线   方向射出。 （3）实验结论 在光的折射现象中，光路是   可逆   的。 【例题1】 如图所示，一束光从空气斜射向水面，请你在图中画出折射光线的大致方向，并标出入射角和折射角。 【解析】 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。作图时，先过入射点作出   法线   ，然后根据折射规律画出折射光线，并标出   入射角   和   折射角   。 【答案】 探究二、生活中的折射现象 1. 池水变浅 （1）现象：站在岸边看池水，觉得池水比实际的   浅   。 （2）原理分析：池底某点发出的光从水中斜射向空气时，折射光线   远离   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。逆着折射光看去，感觉这点的位置   升高   了。 （3）结论：从岸上看水中的物体，看到的是物体位置   升高   （选填“升高”或“降低”）了的   虚   像。 【想一想】为什么“潭清疑水浅”？为什么不能贸然下水？ 2. 水中看岸上的物体 （1）现象：从水中看岸上的树木、建筑物等，感觉它们比实际的   高   。 （2）原理分析：岸上物体发出的光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   小于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。逆着折射光看去，感觉物体的位置   升高   了。 （3）结论：从水中看岸上的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 3. 筷子“折断” （1）现象：将筷子斜插入水中，从侧面观察，筷子好像在水面处   折断   了。 （2）原理：筷子发出的光（或反射的光）从水中斜射入空气时发生   折射   ，折射光线   远离   法线，人眼逆着折射光线看过去，觉得筷子的位置发生了变化。 4. 叉鱼 （1）现象：有经验的渔民在叉鱼时，只有瞄准鱼的   下   方才能叉到鱼。 （2）原理：鱼身上反射的光从水中斜射入空气时发生   折射   ，人眼看到的是鱼的   虚   像，比鱼的实际位置偏   高   。 （3）结论：看到的水中的鱼，是光的   折射   所形成的   虚   像，位置比实际鱼的位置偏   高   （选填“高”或“低”）。 5. 海市蜃楼 （1）现象：在炎热的夏天，有时会在远处的路面上看到“水面”的影像，或在海上看到空中出现城市的影像，这种现象叫做   海市蜃楼   。 （2）原理：光在   不均匀   的介质中传播时，传播方向不断发生   偏折   ，这也是光的折射现象。 （3）其他类似现象：星星“眨眼”、早晨看到的太阳实际在地平线   下方   等，都是由于光的折射形成的。 【例题2】如图所示，小明站在池塘边看见水中A点有一条鱼，试确定鱼大致的实际位置A’，并将人眼看到鱼的光路图补充完整。 【解析】 鱼身上某点发出的光从水斜射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。人眼逆着折射光线的方向看过去，看到的是鱼的   虚   像，位于鱼的实际位置之   上   。因此，鱼的实际位置比看到的要   低   （选填“高”或“低”）。 【答案】 探究三、光的折射规律的综合应用 1. 光的折射与光的反射的综合判断 【例题3】 如图所示，一束光从空气斜射向一块玻璃砖的上表面，请完成光路图（画出光进入玻璃砖和从玻璃砖射出的光路）。 【解析】 光从空气斜射入玻璃砖时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。光从玻璃砖射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。由于玻璃砖上下两个表面   平行   ，出射光线与入射光线   平行   （选填“平行”或“不平行”）。 【答案】 2. 利用光的折射规律解释现象 【例题4】如图（a）所示，眼睛从A处移到B处的过程中都能看到硬币，再稍向后移（如移到C处），碗壁挡住了来自硬币的光，因而看不到硬币。如图（b）所示，加水后来自硬币P的光PO从水射向空气，由于折射角_________入射角，折射光OC得以进入眼睛，因而能再次看到硬币。 【答案】大于 【详解】由光的折射规律可知，光从水斜射入空气时，折射角大于入射角。 3. 光的折射作图 【例题5】 如图所示，一束光从空气斜射入水中，请画出折射光线的大致方向，并标出折射角 r。 【解析】 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。作图步骤：①过入射点作   法线   ；②确定折射光线的大致方向（向法线方向偏折）；③标出   折射   角 r。 【答案】 【精讲点拨】 1. 光的折射与光的反射的区别与联系 （1）共同点：①入射光线、反射光线（或折射光线）与法线在同一平面内；②入射光线与反射光线（或折射光线）分居法线两侧；③光路都是可逆的。 （2）不同点：①反射中，反射角等于入射角；折射中，折射角与入射角的大小关系取决于两种介质的   密度   情况。②反射中，光速   不变   （选填“改变”或“不变”）；折射中，光速   改变   （选填“改变”或“不变”）。③反射发生在   一   种介质的界面；折射发生在   两   种介质的界面。 （3）易错点：光射向两种透明物质的界面时，常   同时   发生反射和折射。反射光和折射光的亮度相对于入射光来说，都要   减弱   一些。 2. 折射角与入射角的大小关系 （1）光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射角   小于   入射角。 （2）光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射角   大于   入射角。 （3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，折射角   等于   入射角，都等于   0°   ，传播方向   不变   。 （4）记忆口诀：“空气大，其他小”——光从空气斜射入其他介质时，空气中的角（入射角）大；光从其他介质斜射入空气时，空气中的角（折射角）大。 （5）易错点：无论是入射角还是折射角，都是相应光线与   法线   的夹角。 3. 光路的可逆性 （1）在光的折射现象中，光路是   可逆   的。 （2）应用：如果光从空气斜射入水中时的折射角为 r，则光从水中沿原折射光线方向射入空气时，折射角等于原来的   入射   角。 （3）易错点：光路的可逆性是指光沿原路返回，而不是指光线可以任意反向传播。 4. 生活中的折射现象分析 （1）从岸上看水中的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 （2）从水中看岸上的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 （3）分析方法：根据光的折射规律，通过   光路图   的方式直观、形象地说明问题。 （4）易错点：人看到的水中的鱼，是鱼的   虚   像（选填“实”或“虚”），比鱼的实际位置偏   高   。渔民叉鱼时应瞄准看到的鱼的   下   方。 5. 光从空气斜射入玻璃砖的光路特点 （1）光从空气斜射入玻璃砖，再从玻璃砖射出到空气，发生   两   次折射。 （2）由于玻璃砖上下两个表面   平行   ，出射光线与入射光线   平行   。 （3）易错点：光从玻璃砖射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【课堂练习】 一、单选题 1．当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（     ） A．传播方向一定会发生偏折 B．传播方向不一定会发生偏折 C．反射和折射不会同时发生 D．传播速度一定发生改变 【答案】B 【详解】AB．当光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向会发生偏折，但如果光垂直入射到两种介质的分界面上，传播方向不会改变，因此传播方向不一定发生偏折，故A错误，B正确； C．光从一种介质斜射入另一种介质时，反射和折射会同时发生，故C错误； D．光的传播速度与介质有关，光在不同介质中传播速度一般不同，但也可能相同，当光从一种介质射入另一种介质时，传播速度可能不发生改变，故D错误。 故选B。 2．下列现象中，由于光的折射而形成的是（     ） A．对着镜子画脸谱 B．利用太阳灶烧水 C．渔民看到水中的鱼 D．小孔成像 【答案】C 【详解】A．对着镜子画脸谱，是平面镜成像，是光的反射，故A不符合题意； B．利用太阳灶烧水，是利用凹面镜对光有会聚作用，是光的反射，故B不符合题意； C．渔民看到水中的鱼，是由于光从水中斜射入空气中时发生折射，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的是鱼的虚像，属于光的折射现象，故C符合题意； D．小孔成像利用的是光的直线传播，故D不符合题意。 故选C。 3．人在岸上看到水中的鱼，如图所示的光路图正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．光从水斜射入空气会发生折射，传播方向应发生改变，故A错误； B．人看到鱼是鱼反射的光进入人眼，光线方向应从鱼指向人，图中箭头方向从人指向鱼，故B错误； CD．光从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线应远离法线，故C错误，D正确。 故选D。 4．炎炎夏日，我们要牢记“六不两会”，谨防溺水。河水看起来很浅，实际上往往很深，下列光现象中与此原理相同的是（     ） A．树下光斑 B．猫在镜中的像 C．水中的筷子弯折 D．墙上手影 【答案】C 【详解】河水看起来变浅，是光从水斜射入空气发生折射形成的变高的虚像，属于光的折射现象。 A．树下光斑是小孔成像，由光的直线传播形成，故A不符合题意； B．猫在镜中的像是平面镜成像，由光的反射形成，故B不符合题意； C．水中的筷子弯折是光从水斜射入空气发生折射形成的，与河水看起来变浅的原理相同，故C符合题意； D．墙上手影由光的直线传播形成，故D不符合题意。 故选C。 5．如图是一束光线从空气斜射向水面时的情况，以下说法正确的是（    ） A．入射角为 B．折射角可能为 C．反射光线是 D．光线斜射入水中发生折射是因为光速不同 【答案】D 【详解】A．入射角是入射光线与法线的夹角，由图可知，入射角为，故A错误； B．光由空气斜射入水中时，折射角小于入射角，因此折射角不可能为，故B错误； C．由图可知，反射光线为OA，故C错误； D．光在不同介质中的传播速度不同，因此当光线从空气射向水中时，会发生折射，故D正确。 故选D。 6．晴朗的上午，当一束阳光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据光的折射定律可知，光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线；光从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，折射光线远离法线。故选B。 7．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（     ） A．保持水面高度不变使激光笔向右平移 B．保持激光射入角度不变，使水面上升 C．保持激光射入角度不变，使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大 【答案】B 【详解】A．保持水面高度不变使激光笔向右平移，入射光线向右平移，入射点右移，折射光线向右平移，光斑向右移动，故A不符合题意； B．保持激光射入角度不变，使水面上升，入射点沿入射光线向左上方移动，入射点水平位置左移，由光的折射规律可知折射角不变，折射光线平行向左平移，光斑向左移动，故B符合题意； C．保持激光射入角度不变，水面下降，入射点向右移动；折射光线平行右移，光斑向右移动，故C不符合题意； D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大，由光的折射规律可知折射角增大，折射光线向右偏折，光斑向右移动，故D不符合题意。 故选B。 8．如图所示，小明探究一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，作图时忘记标光线的箭头了，下列说法正确的是（     ） A．CO为入射光线 B．BF为空气和玻璃的界面 C．折射角为30℃ D．AD的右侧是玻璃 【答案】D 【详解】AB．根据光的反射定律，反射光线与入射光线关于法线对称。由图可知， 则 观察图形，光线EO与GO关于直线BF对称，故BF为法线，AD为界面，根据光的折射定律，折射光线与入射光线分居法线两侧，则OC为折射光线，故AB错误； C．折射角为折射光线与法线的夹角，即，且角度单位不是，故C错误； D．入射角，折射角。因为折射角大于入射角，所以光是从玻璃斜射入空气，故AD的右侧是玻璃，故D正确。 故选D。 二、填空题 9．地球的自转让我们每天都能看到“日出”和“日落”现象，我们看到的“日出”并非太阳的实际位置，而是太阳的像，如图所示，太阳的实际位置在图中_________（选填“甲”或“乙”）位置。 【答案】乙 【详解】由光的折射规律可知，太阳光穿过不均匀的大气层时会发生折射；人眼逆着折射光线看去，看到的是太阳的虚像，虚像位置比太阳实际位置偏高，故太阳的实际位置在乙位置。 10．北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》中写道：“登州海中，时有云气，如宫室、台观、城蝶、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之海市。”如图所示，图甲中“海市蜃楼”现象是由于光的________形成的；在城市拐弯路口装有如图乙所示的反光镜，它是________（填光学器件的名称）镜。 【答案】 折射 凸面 【详解】[1]“海市蜃楼”是由于空气密度不均匀，光线发生折射形成的靠上的虚像。 [2]城市拐弯路口装有凸面镜，凸面镜对光具有发散作用，起到扩大视野的作用。 11．小龙在家里做实验：他在桌面上放一个空碗，碗内底部放一枚硬币，让弟弟向后移动，刚好看不见硬币时，保持不动，如图甲：小龙慢慢向碗中倒水，弟弟突然再次看见碗中的“硬币”，如图乙，此时看到的“硬币”是由于光发生了_____现象，而在物体偏_____（选填“上”或“下”）位置看到的_____（选填“虚”或“实”）像。      【答案】 折射 上 虚 【详解】[1]小龙看不到硬币，是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线，光线无法进入眼睛，因此眼睛看不到硬币，这说明光在同种均匀介质中沿直线传播。 [2][3]当沿碗壁缓缓向碗中加水后，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时发生光的折射，光从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线进入人眼后，人眼会逆着折射光线的方向看去，看到的是硬币的虚像，且虚像的位置比硬币的实际位置偏高，因此弟弟能再次看到硬币。 三、作图题 12．如图所示，一束光斜射向玻璃砖表面，请补充完整它在玻璃中的折射光线及它从玻璃砖另一面的射出光线。 【答案】 【详解】过入射点作垂直于玻璃的直线，即法线，光从空气斜射进入玻璃，折射光线靠近法线偏折，折射角小于入射角；光从玻璃斜射进入空气中时，远离法线偏折，折射角大于入射角，由于折射中光路是可逆的，所以最初的入射光线和最后的折射光线是平行的，如图所示： 13．图甲是渔民用鱼叉捕鱼时的情景，请在图乙中画出眼睛在A点的人看到鱼的像的光路图。 【答案】 【详解】人看到水中的鱼是光的折射现象，鱼反射的光从水中斜射入空气发生折射后进入人眼。因此连接AS′，可得折射光线，折射光线与水面的交点为入射点，连接入射点与点S可得入射光线，据此作图。 14．如图所示，一束光AO从水中斜射入空气中，请画出反射光线和大致的折射光线。 【答案】 【详解】过入射点O作法线，根据光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，在法线右侧的空气中画出折射光线，根据光的反射定律，反射角等于入射角，在法线右侧的水中画出反射光线。如图所示： 四、实验题 15．在“探究光折射时的特点”实验中，光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题： (1)此现象说明__________（选填序号）。 A．光路可逆 B．光在水面只发生了折射 C．光在水面只发生了反射 D．光在水面既发生了折射又发生了反射 (2)增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明__________（选填序号）。 A．入射角增大，折射角减小 B．入射角增大，折射角增大 C．折射角的大小与入射角的大小成正比 (3)继续增大这一束光与竖直方向的夹角，折射光__________（选填“可能会”或“不会”）消失。 (4)让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向__________（选填序号）。 A．向右偏 B．向左偏 C．不偏折 【答案】(1)D (2)B (3)可能会 (4)C 【详解】（1）从图中能观察到，水面处同时存在返回水中的反射光束、射入空气的折射光束，说明光在水面既发生了折射又发生了反射；本题没有光路反向验证的操作，无法说明光路可逆，故选D。 （2）光源射出的光线和竖直方向的夹角是入射角，空气中的光线和竖直方向的夹角是折射角，增大这一束光与竖直方向的夹角，即增大了入射角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，也就是折射角也增大，此现象说明入射角增大，折射角增大，但不能得出成正比的关系，故选B。 （3）当光从水斜射入空气、入射角增大到临界值时，会发生全反射现象，折射光会完全消失，所有光线都被反射回水中，因此继续增大入射角，折射光可能会消失。 （4）根据光的折射规律，当光从一种介质垂直入射到另一种介质时，传播方向不会发生偏折，因此垂直水面射入空气时传播方向不偏折，故选C。 16．某同学用如图所示的装置探究光的反射和折射特点，在水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成。NOM为两半圆光屏的分界线，光屏F可绕直径NOM前后折转，向水槽中加水后，当E和F两个半圆形光屏在同一平面时的某次实验光路如图所示。 (1)光从空气斜射到水中时，将同时发生_______ 和_______ 现象；其中_______ 光线最亮（选填“AO”“OB”或“OC”）； (2)实验过程中，将光屏F绕直径NOM向后多次折转不同角度，发现光屏F上始终没有反射光线，这说明____________________ ； (3)角度测量数据如下表所示，分析表中数据，可得出结论： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角λ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° ①在光的反射中，反射角_______ （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角； ②光从空气斜射到水中时，折射角_______ （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角，且折射角随入射角的增大而_______ ； (4)若入射光线沿BO方向从水中射入空气，则折射光线将沿_______ 射出，此现象说明折射时光路是可逆的。 【答案】(1) 反射 折射 AO (2)反射光线、入射光线和法线在同一平面内 (3) 等于 小于 增大 (4)OA 【详解】（1）光从空气斜射到水面时，一部分光会返回空气发生反射，另一部分光会进入水中发生折射，因此同时发生反射和折射现象； 入射光线AO是光源直接发出的光线，能量最集中，因此是三条光线里最亮的。 （2）当光屏F绕直径NOM向后折转一定的角度后，则呈现反射光线的F板和呈现入射光线的E板不在同一平面内，在F板上不能看到反射光线，这说明反射光线、入射光线和法线必须在同一平面内，否则反射光线将不会出现在光屏F上。 （3）由表中数据可知，在光的反射中，反射角等于入射角。 光从空气斜射到水面时，折射角小于入射角，当入射角不断增大时，折射角也随之增大。 （4）若入射光线沿BO方向从水中射入空气，则折射光线沿OA射出，这说明光的折射过程是可逆的。 【归纳整理】 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 收获： （1）我了解了光的折射现象：光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   。 （2）我掌握了光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线   靠近   法线，折射角   小于   入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线   远离   法线，折射角   大于   入射角。 （3）我理解了在折射现象中光路是   可逆   的。 （4）我学会了用光的折射规律解释生活中的现象，如   池水变浅   、   筷子折断   、   海市蜃楼   等。 问题： （1）光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角如何变化？入射角减小呢？ （2）为什么从岸上看水中的物体，感觉物体变浅了？从水中看岸上的物体，感觉物体变高了？ （3）光从空气斜射入玻璃砖，再从玻璃砖射出，出射光线与入射光线有什么关系？为什么？ （4）我还想进一步了解：                        。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.4 光的折射 【学习目标】 1. 了解光的折射现象，知道光从一种介质斜射入另一种介质时会发生偏折。能说出折射光线、折射角的含义，知道光在发生折射时，光路是可逆的。 2. 通过实验探究光的折射规律，知道光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律，能用光的折射规律解释生活中的折射现象。 3. 在探究光的折射规律的实验中，正确使用实验法、归纳法设计实验、观察现象、收集证据，并对实验过程进行评估和反思，最终得出科学结论，培养科学探究能力。 4. 通过了解光的折射现象在生活、生产中的应用（如叉鱼、海市蜃楼等），增强从物理走向生活的意识，激发对科学的热爱，树立学以致用的学习理念。 【学习重点】 探究光的折射规律。 【学习难点】 用光的折射规律解释光的折射现象。 【自主预习】 阅读教材，完成以下问题： 1. 光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   ，这种现象叫做光的折射。 2. 在折射现象中，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居在法线的   两侧   。 3. 当光从空气斜射入水中或其他透明物体中时，折射光线   靠近   法线（选填“靠近”或“远离”），折射角   小于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）；当光从水或其他透明物体斜射入空气中时，折射光线   远离   法线（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。 4. 在折射现象中，光路是   可逆   的（选填“可逆”或“不可逆”）。 5. 光线垂直射入两种介质的分界面时，入射角等于   0°   ，折射角等于   0°   ，光的传播方向   不变   （选填“改变”或“不变”）。 6. “潭清疑水浅”是光的   折射   现象，海市蜃楼是光的   折射   现象。 【合作探究】 探究一、光的折射现象 1. 光的折射 （1）现象探究 ① 实验一：如图所示，将一根筷子斜插入装有水的玻璃杯中，从侧面观察，筷子发生了什么变化？ ② 实验二：在空碗中放一枚硬币，调整眼睛的位置，使眼睛恰好看不到硬币。然后缓慢向碗中倒水，随着水面的升高，你观察到了什么现象？如何解释？ ③ 实验三：将一束激光从空气中斜射入水中，观察光在空气中和水中的传播路径。 （2）光的折射的定义 光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   ，这种现象叫做光的折射。 【想一想】光从一种介质斜射入另一种介质时，一定会发生折射吗？如果光垂直射入界面，情况又如何？ （3）折射现象中的基本概念 如图所示，“一点”、“三线”、“两角”： ① 一点：点O为   入射   点。 ② 三线： 入射光线：照射到两种介质   分界面   的光线AO； 折射光线：光进入另一种   介质   后被折射后的光线OB； 法线：   垂直   于两种介质分界面的直线MN。 ③ 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。 （4）光折射时的特点 【实验探究】利用光的折射实验器进行实验，将实验结果记录在表格中。 实验一：光从空气斜射入水中 实验次数 入射角 i 折射角 r 比较 r 与 i 的大小关系 1 2 3 实验二：光从水斜射入空气中 实验次数 入射角 i 折射角 r 比较 r 与 i 的大小关系 1 2 3 【分析论证】 ① 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。 ② 光从水中斜射入空气中时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。 ③ 当入射角增大时，折射角   增大   。 ④ 当光垂直射入水中时，传播方向   不变   ，此时入射角为   0°   ，折射角为   0°   。 【实验结论】 光折射时的特点（光的折射规律）： ① 折射光线、入射光线和法线在   同一平面内   （三线共面）； ② 折射光线和入射光线分居在法线的   两侧   （法线居中）； ③ 光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线   靠近   法线，折射角   小于   入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线   远离   法线，折射角   大于   入射角； ④ 在折射现象中，光路是   可逆   的。 【想一想】在光的折射现象中，入射角增大时，折射角如何变化？入射角减小呢？ 2. 光折射时光路是可逆的 （1）实验探究 让光从空气斜射入水中，记录入射角和折射角。然后让光沿着原来的折射光线方向从水中射入空气，观察折射光线的方向。 （2）实验现象 光从水中沿原折射光线方向射入空气时，折射光线沿   原入射光线   方向射出。 （3）实验结论 在光的折射现象中，光路是   可逆   的。 【例题1】 如图所示，一束光从空气斜射向水面，请你在图中画出折射光线的大致方向，并标出入射角和折射角。 【解析】 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。作图时，先过入射点作出   法线   ，然后根据折射规律画出折射光线，并标出   入射角   和   折射角   。 【答案】 探究二、生活中的折射现象 1. 池水变浅 （1）现象：站在岸边看池水，觉得池水比实际的   浅   。 （2）原理分析：池底某点发出的光从水中斜射向空气时，折射光线   远离   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。逆着折射光看去，感觉这点的位置   升高   了。 （3）结论：从岸上看水中的物体，看到的是物体位置   升高   （选填“升高”或“降低”）了的   虚   像。 【想一想】为什么“潭清疑水浅”？为什么不能贸然下水？ 2. 水中看岸上的物体 （1）现象：从水中看岸上的树木、建筑物等，感觉它们比实际的   高   。 （2）原理分析：岸上物体发出的光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   小于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。逆着折射光看去，感觉物体的位置   升高   了。 （3）结论：从水中看岸上的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 3. 筷子“折断” （1）现象：将筷子斜插入水中，从侧面观察，筷子好像在水面处   折断   了。 （2）原理：筷子发出的光（或反射的光）从水中斜射入空气时发生   折射   ，折射光线   远离   法线，人眼逆着折射光线看过去，觉得筷子的位置发生了变化。 4. 叉鱼 （1）现象：有经验的渔民在叉鱼时，只有瞄准鱼的   下   方才能叉到鱼。 （2）原理：鱼身上反射的光从水中斜射入空气时发生   折射   ，人眼看到的是鱼的   虚   像，比鱼的实际位置偏   高   。 （3）结论：看到的水中的鱼，是光的   折射   所形成的   虚   像，位置比实际鱼的位置偏   高   （选填“高”或“低”）。 5. 海市蜃楼 （1）现象：在炎热的夏天，有时会在远处的路面上看到“水面”的影像，或在海上看到空中出现城市的影像，这种现象叫做   海市蜃楼   。 （2）原理：光在   不均匀   的介质中传播时，传播方向不断发生   偏折   ，这也是光的折射现象。 （3）其他类似现象：星星“眨眼”、早晨看到的太阳实际在地平线   下方   等，都是由于光的折射形成的。 【例题2】如图所示，小明站在池塘边看见水中A点有一条鱼，试确定鱼大致的实际位置A’，并将人眼看到鱼的光路图补充完整。 【解析】 鱼身上某点发出的光从水斜射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。人眼逆着折射光线的方向看过去，看到的是鱼的   虚   像，位于鱼的实际位置之   上   。因此，鱼的实际位置比看到的要   低   （选填“高”或“低”）。 【答案】 探究三、光的折射规律的综合应用 1. 光的折射与光的反射的综合判断 【例题3】 如图所示，一束光从空气斜射向一块玻璃砖的上表面，请完成光路图（画出光进入玻璃砖和从玻璃砖射出的光路）。 【解析】 光从空气斜射入玻璃砖时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。光从玻璃砖射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折，折射角   大于   入射角。由于玻璃砖上下两个表面   平行   ，出射光线与入射光线   平行   （选填“平行”或“不平行”）。 【答案】 2. 利用光的折射规律解释现象 【例题4】如图（a）所示，眼睛从A处移到B处的过程中都能看到硬币，再稍向后移（如移到C处），碗壁挡住了来自硬币的光，因而看不到硬币。如图（b）所示，加水后来自硬币P的光PO从水射向空气，由于折射角_________入射角，折射光OC得以进入眼睛，因而能再次看到硬币。 3. 光的折射作图 【例题5】 如图所示，一束光从空气斜射入水中，请画出折射光线的大致方向，并标出折射角 r。 【解析】 光从空气斜射入水中时，折射光线   靠近   法线方向偏折，折射角   小于   入射角。作图步骤：①过入射点作   法线   ；②确定折射光线的大致方向（向法线方向偏折）；③标出   折射   角 r。 【答案】 【精讲点拨】 1. 光的折射与光的反射的区别与联系 （1）共同点：①入射光线、反射光线（或折射光线）与法线在同一平面内；②入射光线与反射光线（或折射光线）分居法线两侧；③光路都是可逆的。 （2）不同点：①反射中，反射角等于入射角；折射中，折射角与入射角的大小关系取决于两种介质的   密度   情况。②反射中，光速   不变   （选填“改变”或“不变”）；折射中，光速   改变   （选填“改变”或“不变”）。③反射发生在   一   种介质的界面；折射发生在   两   种介质的界面。 （3）易错点：光射向两种透明物质的界面时，常   同时   发生反射和折射。反射光和折射光的亮度相对于入射光来说，都要   减弱   一些。 2. 折射角与入射角的大小关系 （1）光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射角   小于   入射角。 （2）光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射角   大于   入射角。 （3）光从一种介质垂直射入另一种介质时，折射角   等于   入射角，都等于   0°   ，传播方向   不变   。 （4）记忆口诀：“空气大，其他小”——光从空气斜射入其他介质时，空气中的角（入射角）大；光从其他介质斜射入空气时，空气中的角（折射角）大。 （5）易错点：无论是入射角还是折射角，都是相应光线与   法线   的夹角。 3. 光路的可逆性 （1）在光的折射现象中，光路是   可逆   的。 （2）应用：如果光从空气斜射入水中时的折射角为 r，则光从水中沿原折射光线方向射入空气时，折射角等于原来的   入射   角。 （3）易错点：光路的可逆性是指光沿原路返回，而不是指光线可以任意反向传播。 4. 生活中的折射现象分析 （1）从岸上看水中的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 （2）从水中看岸上的物体，看到的是物体位置   升高   了的   虚   像。 （3）分析方法：根据光的折射规律，通过   光路图   的方式直观、形象地说明问题。 （4）易错点：人看到的水中的鱼，是鱼的   虚   像（选填“实”或“虚”），比鱼的实际位置偏   高   。渔民叉鱼时应瞄准看到的鱼的   下   方。 5. 光从空气斜射入玻璃砖的光路特点 （1）光从空气斜射入玻璃砖，再从玻璃砖射出到空气，发生   两   次折射。 （2）由于玻璃砖上下两个表面   平行   ，出射光线与入射光线   平行   。 （3）易错点：光从玻璃砖射入空气时，折射光线   远离   法线方向偏折（选填“靠近”或“远离”），折射角   大于   入射角（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【课堂练习】 一、单选题 1．当光从一种介质射入另一种介质时，下列说法中正确的是（     ） A．传播方向一定会发生偏折 B．传播方向不一定会发生偏折 C．反射和折射不会同时发生 D．传播速度一定发生改变 2．下列现象中，由于光的折射而形成的是（     ） A．对着镜子画脸谱 B．利用太阳灶烧水 C．渔民看到水中的鱼 D．小孔成像 3．人在岸上看到水中的鱼，如图所示的光路图正确的是（     ） A． B． C． D． 4．炎炎夏日，我们要牢记“六不两会”，谨防溺水。河水看起来很浅，实际上往往很深，下列光现象中与此原理相同的是（     ） A．树下光斑 B．猫在镜中的像 C．水中的筷子弯折 D．墙上手影 5．如图是一束光线从空气斜射向水面时的情况，以下说法正确的是（    ） A．入射角为 B．折射角可能为 C．反射光线是 D．光线斜射入水中发生折射是因为光速不同 6．晴朗的上午，当一束阳光从室外透过玻璃进入室内，下列光路图正确的是（     ） A． B． C． D． 7．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向左移动的是（     ） A．保持水面高度不变使激光笔向右平移 B．保持激光射入角度不变，使水面上升 C．保持激光射入角度不变，使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变，使激光入射角增大 8．如图所示，小明探究一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，作图时忘记标光线的箭头了，下列说法正确的是（     ） A．CO为入射光线 B．BF为空气和玻璃的界面 C．折射角为30℃ D．AD的右侧是玻璃 二、填空题 9．地球的自转让我们每天都能看到“日出”和“日落”现象，我们看到的“日出”并非太阳的实际位置，而是太阳的像，如图所示，太阳的实际位置在图中_________（选填“甲”或“乙”）位置。 10．北宋科学家沈括的《梦溪笔谈》中写道：“登州海中，时有云气，如宫室、台观、城蝶、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之海市。”如图所示，图甲中“海市蜃楼”现象是由于光的________形成的；在城市拐弯路口装有如图乙所示的反光镜，它是________（填光学器件的名称）镜。 11．小龙在家里做实验：他在桌面上放一个空碗，碗内底部放一枚硬币，让弟弟向后移动，刚好看不见硬币时，保持不动，如图甲：小龙慢慢向碗中倒水，弟弟突然再次看见碗中的“硬币”，如图乙，此时看到的“硬币”是由于光发生了_____现象，而在物体偏_____（选填“上”或“下”）位置看到的_____（选填“虚”或“实”）像。      三、作图题 12．如图所示，一束光斜射向玻璃砖表面，请补充完整它在玻璃中的折射光线及它从玻璃砖另一面的射出光线。 13．图甲是渔民用鱼叉捕鱼时的情景，请在图乙中画出眼睛在A点的人看到鱼的像的光路图。 14．如图所示，一束光AO从水中斜射入空气中，请画出反射光线和大致的折射光线。 四、实验题 15．在“探究光折射时的特点”实验中，光源发出的一束光从水中以不同的角度射入空气，观察到光束在水中和空气中的径迹如图所示。回答以下问题： (1)此现象说明__________（选填序号）。 A．光路可逆 B．光在水面只发生了折射 C．光在水面只发生了反射 D．光在水面既发生了折射又发生了反射 (2)增大这一束光与竖直方向的夹角，发现射入空气的光的径迹与竖直方向的夹角也增大，此现象说明__________（选填序号）。 A．入射角增大，折射角减小 B．入射角增大，折射角增大 C．折射角的大小与入射角的大小成正比 (3)继续增大这一束光与竖直方向的夹角，折射光__________（选填“可能会”或“不会”）消失。 (4)让这一束光垂直于水面射入空气。传播方向__________（选填序号）。 A．向右偏 B．向左偏 C．不偏折 16．某同学用如图所示的装置探究光的反射和折射特点，在水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成。NOM为两半圆光屏的分界线，光屏F可绕直径NOM前后折转，向水槽中加水后，当E和F两个半圆形光屏在同一平面时的某次实验光路如图所示。 (1)光从空气斜射到水中时，将同时发生_______ 和_______ 现象；其中_______ 光线最亮（选填“AO”“OB”或“OC”）； (2)实验过程中，将光屏F绕直径NOM向后多次折转不同角度，发现光屏F上始终没有反射光线，这说明____________________ ； (3)角度测量数据如下表所示，分析表中数据，可得出结论： 入射角α 0° 15° 30° 45° 60° 反射角β 0° 15° 30° 45° 60° 折射角λ 0° 11° 22.1° 35.4° 40.9° ①在光的反射中，反射角_______ （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角； ②光从空气斜射到水中时，折射角_______ （选填“大于”“等于”或“小于”）入射角，且折射角随入射角的增大而_______ ； (4)若入射光线沿BO方向从水中射入空气，则折射光线将沿_______ 射出，此现象说明折射时光路是可逆的。 【归纳整理】 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 收获： （1）我了解了光的折射现象：光从一种介质   斜射   入另一种介质时，传播方向发生   偏折   。 （2）我掌握了光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线   靠近   法线，折射角   小于   入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线   远离   法线，折射角   大于   入射角。 （3）我理解了在折射现象中光路是   可逆   的。 （4）我学会了用光的折射规律解释生活中的现象，如   池水变浅   、   筷子折断   、   海市蜃楼   等。 问题： （1）光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角如何变化？入射角减小呢？ （2）为什么从岸上看水中的物体，感觉物体变浅了？从水中看岸上的物体，感觉物体变高了？ （3）光从空气斜射入玻璃砖，再从玻璃砖射出，出射光线与入射光线有什么关系？为什么？ （4）我还想进一步了解：                        。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $