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(共40张PPT)
第四章 光现象
光的折射
第4节
01
了解光的折射现象。
02
知道光在发生折射时，光路是可逆的。
03
能够利用所学知识解释生活中的折射现象。
第4节 光的折射
学习了光的折射后，你就会知道其中的道理了。
③晴朗的夜晚，天空中
的星星好像在眨眼睛。
②斜插在水中的
铅笔好像折断了
④这是2022年5月25日河北
邢台拍摄到的“海市蜃楼”
光在同种均匀介质中沿直线传播，如果从一种介质进入另一种介质，会怎么传播呢？
让一束光线从空气斜射入水中，观察到进入水中的光线传播方向发生了改变。
一般情况下，一种介质为空气，另一种介质为水或玻璃。注意要斜射入。
（1）光的折射（refraction）：
①光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。
空气
水
激光笔
光的折射
②描述折射现象的几个概念
α
β
B
空气
水（玻璃）
N
N′
A
O
M
M′
空气
水
a. 入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO.
b. 折射光线：进入另一种介质的光线OB.
c. 法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′.
d. 入射角：入射光线与法线的夹角 α.
e. 折射角：折射光线与法线的夹角 β.
【提出问题】
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。 这是因为光从水斜射入空气中发生折射的缘故。
那么当光从一种介质进入另一种介质中时， 光的传播方向如何偏折？ 折射光线、入射光线的位置有什么关系？ 折射角跟入射角大小是什么关系
（2）探究光折射时的特点
【猜想与假设】
请跟小组同学讨论， 说说你们的猜想。你的猜想是：
①当光从一种介质进入另一种介质中时，可能会____________________________。
②折射光线、入射光线位于法线________________。
③折射角可能_____________________入射角。
向法线偏折（或远离法线）
等于（或大于/小于）
两侧（同侧）
【设计实验】
①实验器材
激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。
②如图所示， 让一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中， 观察光束在空气和玻璃砖中的径迹， 并比较折射角和入射角的大小。
让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验。
让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中（或从玻璃垂直射到空气中），观察光的传播路线。
同时改变介质进行多次实验寻找普遍规律。
【进行实验】
①让光从空气斜射入水或玻璃中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。
②改变入射角的大小，观察并记录折射角的变化情况。
③让光从玻璃斜射入空气中，观察光的整个传播路径， 比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。
④改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。
⑤让光垂直射入玻璃，观察光的整个传播路径。
⑥如图所示，让光从空气斜射入半圆形玻璃砖，同时逆着折射光射入另一束光，观察两束光在空气中的传播途径。
【收集证据】
实验数据记录表格：
介质 入射角 折射角
光从空气斜射入玻璃
光从空气斜射入玻璃
光从空气斜射入玻璃
光从空气垂直入玻璃
【分析论证】
①光从空气斜射入玻璃中时
当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线向_______偏折，折射角______入射角。
当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
法线
小于
②当光从空气垂直射入玻璃中时，传播方向不变。
③光从玻璃斜射入空气中时，可以看到， 进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出，就是说，在折射中光路也是 _____（填“可逆”或“不可逆”） 的。 这时的折射角_______（填“大于”或“小于”） 入射角。
可逆
大于
折射角
入射角
折射角
入射角
④实验结论：光的折射特点
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角______入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向_________。
在折射现象中，光路________。
不变
可逆
小于
池底为什么看起来比实际浅呢？
S点发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。
池底实际位置S
虚像S′
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。
生活中的折射现象
（1）池底变浅
鱼的实际位置S
S′
鱼的虚像
（2）鱼在哪里？
有经验的渔民怎样才能叉到鱼？
鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。
所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。
如图，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想，这是为什么？
分析：加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射光进入了眼睛，眼睛看到的实际上是升高了的硬币虚像。
硬币的
实际位置S
S′
硬币的
虚像
（3）神奇的“硬币”
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》的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？
海市蜃楼
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，较热的空气笼罩海面，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。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，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。
光从空气斜射入水中时，在界面处既会发生折射，又会发生发射。
折射光线
反射光线
入射光线
折射与反射同时发生现象
空气
界面
水（或玻璃）
入射光线
折射光线
入射光原方向
法线
O
入射角α
反射角β
折射角γ
反射光线
光从空气斜射入水中时，在界面处发生折射时遵守折射规律，发生反射时，遵守反射定律。
光的反射 光的折射
水中倒影
水中筷子折了
海市蜃楼
潜望镜
汽车后视镜
大漠孤烟直，长河落日圆
潭清疑水浅
池水映明月
平面镜成像
繁星闪烁
区别光的反射与折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播
方向发生偏折的现象，叫做光的折射。
①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
②当光从空气垂直射入水或其他介质时，传播方向不变。
③在光的折射现象中，光路可逆。
①水中物体变浅、筷子在水中“折断”。
②海市蜃楼：是光在不均匀的空气中传播时，
传播方向发生改变，产生的折射现象。
光的折射
课堂总结
折射现象
折射规律
光的折射
1.(2024·聊城模拟)如图所示，将一枚硬币放在空碗底部，然后退到眼睛恰好看不到硬币的位置，保持眼睛、碗和硬币的位置不变，缓缓向碗里倒水，随着水面升高，又看到了“硬币”。其实看到的硬币是变浅的______(选填“实像”或“虚像”)，这是光的　　 造成的。
虚像
折射
2.(2024·济宁阶段练习)常说“眼见为实，耳听为虚”， 但是我们眼见的未必就是真实的，比如诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷，其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置(如图所示)，太阳实际在图中　　 (选填 “甲”或“乙”)的位置，因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了　　　所成的像。
乙
折射
3.(2024·上海期中)当光从一种透明介质射入另一种透明介质中时，传播方向　　　　(选填“不一定”或“一定”)发生偏折。光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中折射角为　　　(选填“∠1”“∠2”或“∠3”)，分界面的　　(选填“上”“下”“左”或“右”)方为水。
不一定
∠2
上
4.(2024·汕头模拟)如图是一束光从空气射入水中的部分光路图，请你画出入射光线及反射光线的大致方向。
答案　
5.(2024·襄阳模拟)某个夏日的午后，爷爷带小鹏去池塘叉鱼；图乙所示的A、B两个位置，A点是鱼的实际位置，B点是小鹏看到的鱼的虚像。请在乙图中画出他看到鱼的光路图。
答案　
6.(2024·榆林模拟)如图是小宇“探究光的反射与折射规律”的实验装置。通过多次实验得到下表数据：
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11° 22° 32° 40°
(1)多次实验表明：在光的反射过程中，反射角　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)；
等于
增大
(2)小宇让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：光的折射现象中，光路是　　　的；
可逆
(3)小宇接着又完成了光从空气斜射进玻璃和从玻璃斜射入空气的实验，他这样进行多次实验的目的是　　　　 　。
避免偶然性，使结论具有普遍规律
解析　看到的硬币是光经过水与空气发生折射形成的虚像，由于空气中的折射角大于水中的入射角，人眼以为光是沿直线传播，导致看到的像变浅。
解析　落山的太阳发出的光线通过大气层时发生折射，我们所看到的太阳实际上是折射后形成的虚像，此时太阳的实际位置在地平线下，即乙的位置。
解析　当光线垂直于界面入射时，光线的传播
方向不变；由图可知，∠1=∠3，根据光的反射
规律可知，此时的①为法线，②为分界面；光
发生反射时，反射光线与入射光线分居在法线
的两侧，发生折射时，折射光线与入射光线分
居在法线的两侧，所以CO为入射光线，OA为反射光线，OB为折射光线，折射角为∠2，入射角为∠3，折射角大于入射角，所以光线是从水中斜射入空气中，即分界面的上方是水。
解析　因为折射光线在水中，所以入射光线在空气中，先用虚线过入射点画出法线垂直于分界面，根据折射角小于入射角，在空气中画出入射光线，再根据反射角等于入射角画出反射光线。
解析　图乙中A点处的光线斜射向水面进入空气时，发生偏折，且折射角大于入射角，而眼睛逆着折射光线看时，觉得是鱼的像点B处的光线沿直线传播到眼睛中，所以连接B与眼睛，连线与水面相交于O点，连接AO为入射光线，O与眼睛的连线为折射光线，如图所示。
解析　 (1)由表格中的数据可知，在光的反射现象中，反射角始终等于入射角；当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，随着入射角的增大，折射角也在增大；
(2)让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，因为在光的折射现象中，光路是可逆的；
(3)换用不同的介质多次实验的目的是避免偶然性，使实验结论更具有普遍性。

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