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苏科版 八年级上册物理
第四章 光的折射 透镜
4.1 光的折射
学习了光的折射后，你就会知道其中的道理了。
②晴朗的夜晚，天空中
的星星好像在眨眼睛。
①斜插在水中的
筷子好像折断了
③这是2022年5月25日河北邢台拍摄到的“海市蜃楼”
情景引入：观察
★课堂引入
我们生活中经常看到这样的光现象
雨后彩虹
为什么潭清疑水浅？
水中的人身手异处
大家想想这是什么光现象？生活中类似的现象还有哪些
情景引入：思考
复习：光的直线传播的条件？
在同种均匀介质中。
问题：如果光从一种介质进入另一种介质中，会怎么传播呢？
观察：让一束光线从空气中斜射入水中，可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向，这种现象叫光的折射。
光斜射入水中
光垂直射入水中
一、光的折射现象
1．定义：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。
2．基本概念：“一点”、“一面”、“两角”、 “三线”。
光射入水中时的折射现象
光的折射的定义和相关概念
描述折射现象的相关概念
i
γ
B
空气
水（玻璃）
N
N′
A
O
M
M′
空气
水
（1）入射点：入射光线与分界面的交点O；
（2）分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′；
（3）入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；
（4）折射光线：进入另一种介质的光线OB；
（5）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′；
（6）入射角：入射光线与法线的夹角∠i；
（7）折射角：折射光线与法线的夹角∠r。
提出问题：光在折射时遵循什么规律？
猜想假设：光束从空气进入水中后可能向法线偏折（或远离法线）
实验探究
探究光折射时的特点
实验器材∶激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）、
玻璃水槽、水、量角器等。
探究问题：（1）折射光线、入射光线和法线三者之间位置关系？
（2）折射角和入射角的大小关系？
（3）随着入射角的变化，折射角如何变化？
（4）当入射光线垂直于玻璃入射时，折射光线的方向如何？
二、实验探究光的折射规律
激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。
实验器材
制定计划和设计实验
实验1：探究折射光线和入射光线是否在同一平面内。
操作：将折射光线所在一侧的纸板向后翻折，观察现象。
结论：折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
折射光线消失
实验2：探究折射光线和入射光线是否在法线两侧？
操作：多次改变入射光线的位置，观察折射光线的位置。
结论：折射光线、入射光线分居法线两侧。
实验3：探究折射角与入射角的大小关系。
操作：光线从空气斜射向玻璃砖中时，多次改变入射光线的位置，记录折射角和入射角的大小。
结论：光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角。
实验3：探究折射角与入射角的大小关系。
操作：光线从玻璃砖斜射向空气中时，多次改变入射光线的位置，记录折射角和入射角的大小。
结论：光从空气斜射入玻璃时，折射角大于入射角。
实验3：探究折射角与入射角的大小关系。
操作：入射光线垂直射向界面，记录折射角的大小。
入射角0°，折射角0°
结论：当光线垂直入射时，传播方向不变。
实验4：探究光路是否可逆。
操作：记录一组入射光线和折射光线的位置，让光逆着折射光的方向射向界面，观察折射光线的方向。
结论：光在发生折射现象时，光路可逆。
视频演示——光的折射规律
实验结论：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两侧。（两线分居）
(3) ①光从空气斜射入水中，折射角小于入射角；
②光从水斜射向空气时，折射角大于入射角；
③入射角增大时，折射角也随之增大；（空气中的角总是大角）
④垂直射入时，传播方向不变。
(4)在光的折射中光路是可逆的。（光路可逆）
M M′
M M′
O
O
B
B
A
A
N
N′
N
N′
i
i
r
r
空气
空气
玻璃
玻璃
应用光的折射规律完成光路图：
练一练
例1.在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载。有关海市蜃楼现象的形成原因，下列说法正确的是（ ）
A.光沿直线传播
B.光的反射
C.光的折射
D.平面镜成像
C
典型例题
例2.如图所示,一束光从空气斜射入水中,此时入射角为　　　　度,折射角　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)入射角,请在图中画出折射光线的大致方向.
(2)当增大入射角时,折射角　　　　(填“增大”“不变”或“减小”).
30
小于
增大
例3. 如图所示，一束激光从空气中射到半圆形玻璃砖上（O为圆心），发生了反射和折射，请在图中画出：①反射光线；②折射光线的大致方向。
解析： 图中法线已经画出，根据反射角等于入射角，在法线上侧的空气中作出反射光线。当光由空气斜射入玻璃中时，根据折射角小于入射角，在法线上侧的玻璃中作出折射光线。
例4. 如图所示，一束光射向玻璃三棱镜并穿过三棱镜，请画出这束光进入三棱镜和离开三棱镜后的光线（画出法线）。
解析： 光由空气进入玻璃，折射角小于入射角，因此折射光线应向法线靠拢；再次折射时，光由玻璃进入空气，折射角大于入射角，因此折射光线远离法线射出。
例5. 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
B
1.潭清疑水浅
池水为什么看起来比实际浅呢？
S点反射的光射向水面，射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像，感觉这点的位置升高了。
在生活中，我们要注意池水看起来很浅，实则不浅，注意安全。
三、生活中光的折射现象
2.筷子变弯
放入水中的筷子，看 上去为什么向上偏折？
如图：从筷子底端S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的，S′是S点的虚像，S′在S的上方，水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高，所以看起来筷子变弯了。
3.鱼在哪里？
有经验的渔民怎样才能叉到鱼？
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。
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。
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
想想议议
A
A1
由于人眼的“视觉直进”的功能，觉得光线总是沿直线射入人眼的。进入眼睛的光线是A点发出的光线“拐弯”后进入人眼的，但眼睛觉得光线是从A1点射过来的。事实上并不存在发光的A1点，A1点是A点的虚像点。A1比A高，所以水中看到的树比实际位置要高。
4.水中看树
海市蜃楼
海市蜃楼是一种光的折射现象，多发生在夏天海面上。
成因：远处物体发出的光本来到达不了我们的眼睛，在射向空气的的过程中，由于海面或沙漠附近的空气疏密不均匀，而发生折射，逐渐向地面弯曲，进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去，就看见了远处的“物体”形成美丽的海市蜃楼现象。
视频演示
S
S′
太阳光经过大气层到达地球，光线发生了弯折。
大气层折射现象
当一束光线斜穿过一块玻璃时，光线传播的路线将会怎样呢？
画出光路图并回答。
玻璃
空气
射入的光线与射出的光线不在同一直线上，但两条光线平行。
思考
反 射 折 射
三线关系
两角关系
特殊情况
光的折射和反射的比较
三线共面
三线共面
法线居中
法线居中
两角相等
空气中角大
同增同减
同增同减
垂直入射原路返回
垂直入射方向不变
1. 以下描述中与光的折射现象有关的是（　　）
A．形影相随，亲密无间
B．海市蜃楼，虚无缥缈
C．镜中生花，脱离实际
D．水中捞月，一无所得
B
课堂练习
2. 在星光灿烂的夜晚，仰望天空，会看到繁星在夜空中闪烁，好像顽皮的孩子在不时地眨着眼睛，形成这种现象的原因是(　　)
A.星光被其他星体瞬间遮挡的结果
B.星星发光是断断续续的
C.星光被大气层反射的结果
D.星光被大气层折射的结果
D
3．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
4. 如图所示，当光从水中斜射入空气中时，在分界面同时发生反射和折射，反射角______入射角，折射角_______入射角（以上两空填“大于”“等于”或“小于”），当入射角增大到一定程度时，折射角会先到达90°，入射角，继续增大时，便没有了________（填“反射光线”或“折射光线”），光纤通信就是利用了此原理来减少光在传播过程中的能量损失。
等于
大于
折射光线
5．如图所示，一束光从空气斜射到某液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°角，则反射光线与入射光线的夹角大小为_______；若反射光线与折射光线的夹角为83°，则折射角的大小为_______。
120°
37°
6．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)，而是太阳光经过不均匀的大气层发生了________所成的像，太阳实际在图中 _____(填“甲”或“乙”)的位置。
折射
乙
7. 在空杯子里放一枚硬币，使眼睛刚好看不见，如图所示，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯中注水（ ）
A．随着水的增多，眼睛能看到硬币，但位置比实际位置高
B．随着水的增多，眼睛能看到硬币，但位置比实际位置低
C．随着水的增多，眼睛能看到硬币，但位置没有改变
D．注水后仍看不见硬币
A
A．P点在S点的上方，Q点在S点的上方
B．P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C．P点在S点的下方，Q点在S点的上方
D．P点在S点的下方，Q点在S点的下方
C
8.某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（　 　）
9．某同学在做探究光的折射特点实验，如图所示是一束红光从空气射到水面时的光路图，通过实验得到如下表数据：
入射角α 0° 20° 30° 45° 60°
反射角β 0° 20° 30° 45° 60°
折射角γ 0° 14.9° 22.1° 35.4° 40.9°
分析表一中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生_______和________现象；
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是_____，且折射角_______(填“大于”“小于”或“等于”)入射角。
③当光从空气垂直射到水面时，折射角等于____度。
反射
折射
折射角随入射角的增大而增大
小于
0
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线与
入射光线分居在法线的两侧；
②当光线从空气射入其它介质时，折射角小于入射角；
当光从其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；
当光从一种介质垂直射入另一种介质时，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”
折射
规律
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。
光的折射
光的折射
生活中的
折射现象
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，产生的折射产生的现象。
课堂小结
谢 谢！

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