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第四节 光的折射
第四章 光现象
知识点
光的折射
知1－讲
1
1. 光的折射
此时“折射光线、入射光线和法线重合”，即三线合一。
知1－讲
2. 光的折射模型图
(1)构建光的折射模型图
知1－讲
方法点拨
折射模型建立过程：忽略光束粗细、交界面材料等次要因素，抓住光的传播路径和方向等主要因素建立模型图。另外为了研究问题方便，引入法线。
知1－讲
(2)基本概念
①交界面：两种介质的交界处。
②入射光线：投射到交界面的光线。
③入射点：入射光线与交界面的交点。
④折射光线：光进入另一种介质后的光线。
⑤法线：过入射点与交界面垂直的直线(用虚线表示)。
⑥入射角：入射光线与法线的夹角。
⑦折射角：折射光线与法线的夹角。
知1－讲
技巧点拨
类比反射模型概念掌握折射模型概念:
相同的概念：①入射光线；②入射点；③法线；④入射角。
知1－练
例 1
中华文化博大精深，有些古诗词中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释的是(　　)
A. 起舞弄清影 B. 潭清疑水浅
C. 风吹草低见牛羊 D. 楼台倒影入池塘
解题秘方：能够理解并会区别光的反射、光的直线传播和光的折射。
知1－练
解析：“起舞弄清影”中的影是由光的直线传播形成的；“潭清疑水浅”是由于池底的光从水中斜射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，人在岸上逆着折射光线看到的潭底的位置比实际位置高，所以会觉得水比较浅；“风吹草低见牛羊”是由于光沿直线传播而形成的；“楼台倒影入池塘”属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故ACD 错误，B 正确。
答案：B
知1－练
1. 下列现象中，不属于光的折射现象的是(　　)
A
知2－讲
知识点
光的折射规律
2
1. 探究光的折射规律
(1)提出问题：
①折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？
②折射角和入射角大小有什么关系？
知2－讲
(2)实验装置：
如图2所示，在玻璃水槽中竖直放
置的塑料板由E和F两个半圆形塑料板
组成，其竖直方向的直径NM为两半圆
的分界线，其中光屏F可绕直径NM在
水平面内前后折转。在塑料板的边缘有刻度，可以显示入射角、折射角大小。加水至圆形塑料板圆心位置。
知2－讲
(3)设计实验与收集证据
①呈现并记录光的传播路径的方法：用激光笔紧贴塑料板照射。
② 探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内的方法：使一束光贴着塑料板E沿某一个角度从空气中射到交界面上的O点；同时，把塑料板F向前或向后折，看什么时候能在塑料板F上看到折射光。
知2－讲
③探究折射角和入射角大小关系的方法。
在②的基础上，当塑料板上同时出现入射光和折射光时，读出入射角和折射角的度数；多次改变入射角的大小，并读出入射角和折射角的度数，记录在表一中。
表一(光从空气斜射入水中)
实验次数 入射角α 折射角β
1
2
3
知2－讲
④旋转激光笔，将激光笔旋转到水面下方，然后使光贴着塑料板E沿某一个角度射到交界面上的O点；移动塑料板F的位置，当塑料板F上出现折射光时，记录入射角和折射角的度数；多次改变入射角的大小，重复上面步骤，并把数据记录在表二中。
知2－讲
表二(光从水中斜射入空气中)
⑤把水换成玻璃砖，重复上述实验。
实验次数 入射角α 折射角β
1
2
3
知2－讲
(4)分析现象和数据、得出实验结论
知2－讲
方法点拨
实验记录表格的设计：
1. 探究B与A的大小关系时，实验次数最少要做3 次。多次实验的目的是“得出普遍规律，避免实验的偶然性”。
2. 在探究B与A的关系时，A是自变量，B是因变量，所以要把A放在表格的前面、B放在表格的后面。
知2－讲
2. 光的折射规律 光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；折射角随入射角增大而增大，随入射角的减小而减小。
知2－讲
归纳总结
对比反射定律，记忆折射规律：
反射 折射
三线共面 相同 法线居中 相同 光路可逆 相同 两角关系 反射角等于入射角 空气中角大
知2－讲
深度思考 (1)是否可以说入射角随折射角的变化而变化，为什么？(2)若让光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向改变吗？(3)若让光束逆着原折射光线的方向入射时，折射光线与原来入射光线的关系如何？
知2－讲
深度理解
(1)先有入射光线，然后才有折射光线，所以叙述时要说折射角随入射角的变化而变化，不能说入射角随折射角的变化而变化。
(2)当光垂直入射时，传播方向不变，此时折射光线、入射光线、法线重合,折射角、入射角都为0°。
(3)在光的折射现象中，逆着折射光线照射，光逆着入射光线射出。说明：在光的折射现象中，光路是可逆的。
知2－练
[中考·扬州]在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注入水球，形成的气泡球与水球的球心都在O点。一束光线从空气射入水球的光路如
图3所示，其中球心O与入射点O1
的连线为法线，则进入气泡球的
折射光线可能为(　　)
A. ① B. ② C. ③ D. ④
例 2
知2－练
解题秘方：根据光的折射特点，画出光从水中斜射入空气的折射光线，根据折射光的情况判断答案。
知2－练
解析：根据题干的信息，对于球体而言，入射点与球心所在的直线即法线，即光从水进入空气的法线如图4中O2O 的连线所示。结合光从水中斜射入空
气中，折射角大于入射角，以及折射
光线和入射光线分别位于法线两侧，
只有光线①符合光的折射规律。
答案：A
知2－练
2. [中考·北京] 一束单色光从空气斜射入水中的情境如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．BO是入射光，OA是反射光
B．AO是入射光，OC是折射光
C．∠AOM是入射角，∠BON是反射角
D．光若沿CO入射，将沿OA和OB射出
B
知3－讲
知识点
生活中的折射现象
3
1. 两类典型的折射成像现象
现象 在空气中看水中物体 在水中看空气中物体
图示
结论 看到的是水中物体变浅的虚像 看到的是空中物体变高的虚像
延伸 池水看起来比实际浅 潜水员看到天上的飞鸟比实际高
知3－讲
2. 看透明体中物体或隔着透明体看物体, 看到的不是物体本身, 而是光折射形成的虚像。
知3－讲
关联思考 水面的折射成像和水面的反射成像有哪些异同点？
关联结果
相同点：虚像，都是光线反向延长线的交点。
不同点：一个是折射光线反向延长线交点；另一个是反射光线反向延长线交点。
知3－练
“若在水边走，安全记心头”。看起来不深的池水，也不要贸然下去。
(1)如图5所示，来自池底A点的光，
从水斜射向空气中时，在水面处
发生______现象，岸上的人，当眼
睛位于B处时，逆着射入眼睛的光看去，
感觉A升高到A′的位置，即池水看起来比实际____。
例 3
折射
浅
知3－练
解题秘方：来自池底的光由水斜射到空气中时，在水面处发生折射，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去，就会觉得池底变浅了。
解析：池底A点漫反射的光线穿过水面，折射入人眼，人
眼逆着折射光线的方向看去，觉得光是从A′ 射出，A′是A的虚像，由图6可知，A′比A的实际位置要高一些(即浅一些)。
知3－练
(2)请在图中画出上述现象的光路图，并标出入射角i。
解：如图6所示。
知3－练
3. 如图所示，人眼在水下E点处看到水面上方物体P所成的像在P′，请在图上完成光线从P射到E点的光路图(需画出法线)。
解：如图所示。
光的折射
光的
折射
光的折射现象
光的折射规律
三线位置关系
两角大小关系
光路可逆

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