4.4 光的折射 课件 2026-2027学年人教版八年级物理上册

光的折射 第四章 光现象 第 4 节 1.7.2013 同学们好，这节课我们学习第四章第四节——光的折射。 先看一个我们每天都可能遇到、却常常忽略的现象：插在水里的筷子，看起来好像"折断"了。 带着这个疑问，我们一起来认识光的折射，看看光在两种介质之间究竟发生了什么。 ‹#› 学习目标 01 了解光的折射 02 03 知道光在折射现象中光路可逆 知道光从空气斜射入水中或其它介质时的折射规律。 1.7.2013 这节课我们围绕三个问题展开，请同学们带着问题听课。 第一，什么是光的折射，光从空气进入水里会向哪边偏折；第二，折射时光线、法线和角之间有什么规律；第三，怎样用折射规律解释水中的筷子、水中的鱼这类现象。 学完以后，你要能独立解释至少三个生活中的折射现象，这是本节课的达标要求。 ‹#› 情境导入 1.7.2013 这节课我们围绕三个问题展开，请同学们带着问题听课。 第一，什么是光的折射，光从空气进入水里会向哪边偏折；第二，折射时光线、法线和角之间有什么规律；第三，怎样用折射规律解释水中的筷子、水中的鱼这类现象。 学完以后，你要能独立解释至少三个生活中的折射现象，这是本节课的达标要求。 ‹#› 为什么水中的铅笔，看起来“折断”了？ 把一根铅笔斜着插进装有水的玻璃杯，从侧面看，浸在水里的那一截，好像在水面处向上“折”了一下。 铅笔并没有断，也没有弯。那是什么，让我们的眼睛“看错”了？ 思考 1.7.2013 请同学们看这张照片：一根筷子斜插在水里，水面以下的那一段，看上去像是被折了一下。 可是筷子本身并没有断，也没有弯，它还是直的。 这说明，是光在"空气和水"之间发生了变化，欺骗了我们的眼睛。到底发生了什么？我们一起做个探究。 ‹#› 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，这种现象叫做光的折射。 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 注意：角是光线与法线的夹角，不是与界面的夹角。 空气 水 法线 入射光线 折射光线 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 探究光折射时的特点 光从空气进入水（或其他介质）中，传播方向是否发生变化？如何变化？ 提出问题： 猜想： 光从空气进入水中，光线会发生偏折。可能向上或者向下偏折。 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 设计实验： 如何知道光路是否发生偏折，如何比较角度的大小？需要什么实验器材？ 测量一次数据够吗？如何得到多组数据？ 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 探究光的折射规律： 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 折射规律 ① 规律一 · 三线共面 折射光线、入射光线和法线 在同一平面内。 规律二 · 两线分居 折射光线和入射光线分别位于 法线的两侧。 空气 水 法线 入射光线 折射光线 1.7.2013 通过刚才的观察，我们得到折射的第一条规律：折射光线、入射光线和法线，这三条线在同一个平面内，简称三线共面。 第二条：折射光线和入射光线，分别位于法线的两侧，简称两线分居。 这个结论可以用折转纸板的实验来验证：把纸板沿法线折一个角度，只要两块纸板不在同一平面，我们就看不到折射光线了。 ‹#› 折射规律 ② 折射角和入射角，哪一个更大？ 情形一：光从空气斜射入水中 空气 水 折射角 ＜ 入射角，折射光线靠近法线 1.7.2013 先看左边这种情形：光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，也就是折射光线向法线靠拢。 再看右边这种情形：光从水中斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线远离法线。 有个好记的口诀：光在空气中时，光线与法线的夹角总是较大的那个角。同学们可以结合这两个图记牢它。 ‹#› 情形二：光从水斜射入空气中 空气 水 折射角 ＞ 入射角，折射光线远离法线 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 折射规律 ③ 光垂直射向两种介质的分界面时，传播方向不改变。 此时入射角＝折射角＝0° 垂直入射时，光不会偏折。 空气 水 法线 入射光线 折射光线 入射角＝折射角＝0° 1.7.2013 我们再想一种特殊情形：如果光不是斜射，而是垂直射向水面，会怎样呢？ 看图，入射光线沿着法线方向射入水中，进入水中以后依然沿着原来的方向前进，传播方向没有改变。 这时入射角和折射角都是零度。所以大家要记住：发生折射的前提是"斜射"，垂直入射时，光不会偏折。 ‹#› 折射规律 ④ 保持分界面不变，不断增大入射角，折射角也随之增大。 折射时光路可逆：让光沿着折射光线的方向射入，它会沿原来的方向射出。 入射光线 折射光线 空气 水 法线 1.7.2013 请同学们看右图，这里画了两条入射光线：一条入射角小，一条入射角大。 可以看到，入射角小的，折射角也小；入射角变大以后，折射角也跟着变大。也就是说，折射角随入射角同步变化。 另外，折射时光路是可逆的：如果让光沿着折射光线的方向射入，它会沿着原来入射光线的方向射出去。 ‹#› 光的折射规律： 1.光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角(从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角)。 空气角大，入大折大，垂射不变向。 2.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或其他介质中时，传播方向不变。 实验结论 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 你能解释铅笔为什么会弯折了吗？ 法线 1.7.2013 请同学们看右侧的图。上面是空气，下面是水，中间这条深色的线就是空气和水的分界面。 橙色的光线斜着射到水面上，在水面处改变方向进入水中，这条就是折射光线。虚线是过入射点的法线，它垂直于分界面。 请大家特别注意：入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角，都是与法线的夹角，不要记成与界面的夹角。 ‹#› 空气 水 法线 眼睛 思考：渔民用鱼叉叉鱼应该叉鱼的哪个位置？ 人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。 1.7.2013 现在回到开头那张筷子照片。水中筷子上的A点会反射光，这些光斜射到水面时会折射。 因为光是从水进入空气，折射角大于入射角，光线远离法线进入我们的眼睛。眼睛不知道光发生了偏折，它总是逆着光的方向去看，于是就觉得光是从A′点沿直线射过来的。 A′是A的虚像，比A的实际位置高，所以水中的那一段筷子看起来向上弯折了，水底看起来也变浅了。 ‹#› 海市蜃楼 1.7.2013 折射不只是实验室里的现象，大自然里也有它的"杰作"。 左边是海市蜃楼：靠近地面的空气和上层的空气疏密不一样，光在不均匀的大气中传播时会不断偏折，弯着走，就把远处的景物"抬"到了空中，看上去像悬着的城市。 右边是彩虹：太阳光射入空气中的小水珠，经过折射和反射，白光被分解成七种颜色，就形成了彩虹。关于光的分色，我们下一节还会专门学习。 ‹#› 自然现象 海市蜃楼 空气疏密不均，光在不均匀的大气中传播时不断偏折，把远处的景物“抬”到了空中。 12 1.7.2013 折射不只是实验室里的现象，大自然里也有它的"杰作"。 左边是海市蜃楼：靠近地面的空气和上层的空气疏密不一样，光在不均匀的大气中传播时会不断偏折，弯着走，就把远处的景物"抬"到了空中，看上去像悬着的城市。 右边是彩虹：太阳光射入空气中的小水珠，经过折射和反射，白光被分解成七种颜色，就形成了彩虹。关于光的分色，我们下一节还会专门学习。 ‹#› 光的折射 光的折射规律 空气角大，入大折大，垂射不变向，三线共面，两线分居。 光路的可逆性 生活中的折射现象 概念 当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折 在折射现象中，光路可逆 课堂小结 1.7.2013 折射不只是实验室里的现象，大自然里也有它的"杰作"。 左边是海市蜃楼：靠近地面的空气和上层的空气疏密不一样，光在不均匀的大气中传播时会不断偏折，弯着走，就把远处的景物"抬"到了空中，看上去像悬着的城市。 右边是彩虹：太阳光射入空气中的小水珠，经过折射和反射，白光被分解成七种颜色，就形成了彩虹。关于光的分色，我们下一节还会专门学习。 ‹#› 1.如图的光现象中，由于光的折射而形成的是(　　) B 1.7.2013 折射不只是实验室里的现象，大自然里也有它的"杰作"。 左边是海市蜃楼：靠近地面的空气和上层的空气疏密不一样，光在不均匀的大气中传播时会不断偏折，弯着走，就把远处的景物"抬"到了空中，看上去像悬着的城市。 右边是彩虹：太阳光射入空气中的小水珠，经过折射和反射，白光被分解成七种颜色，就形成了彩虹。关于光的分色，我们下一节还会专门学习。 ‹#› 2.在湖边看平静湖水中的“鱼在云中游”，则（ ） A.“鱼”是光的反射形成的虚像， “云”是光的折射形成的虚像 B.“鱼”是光的折射形成的虚像， “云”是光的反射形成的虚像 C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像 D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像 B 1.7.2013 我们一起来对答案。第一题填"小于"：光从空气斜射入玻璃，折射角小于入射角，折射光线向法线偏折。 第二题两个空都填零度：因为光垂直射向水面时，传播方向不变，光线与法线重合，所以入射角和折射角都是零度。 第三题的关键是"逆着折射光线看"。池底的光由水斜射入空气时，折射角大于入射角，人眼顺着这条折射光线反向延长，看到的就是偏高的虚像，所以池水看起来变浅。 ‹#› 4．空气中有一束光垂直射向直角形玻璃砖，如图所示，请作出这束光线射入玻璃砖后并从斜边射出的大致方向。 如图： 1.7.2013 我们把这节课收一收。最关键的一句是：光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线会向"空气中那个更大的角"的方向偏折。 支撑这句判断的，是三条具体规律：三线共面、两线分居；折射角随入射角同步变化；光路可逆。还有一个特殊情况要记牢——垂直入射时传播方向不改变，两个角都是零度。 最后回到开头的问题：水中的筷子没有断，我们看到的只是它偏高、偏浅的虚像。这就是光的折射。 ‹#› $