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【新课标●新课堂】第4节 光的反射和折射（第3课时）同步作业
（教师版）
1．丽水机场即将通航，届时工作人员可以通过配戴的AR眼镜对乘客自动拍照、扫描，快速的验证身份信息。AR眼镜的摄像头能成实像的原因是（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
【答案】C
【解析】AR眼镜的镜头是一个凸透镜，当物距大于二倍焦距时，AR眼镜的镜头成倒立、缩小的实像，凸透镜成像的原理是光的折射，故C正确。
2．有一种称为负折射材料的人工材料，光在这类材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。图甲和图乙分别是笔放在水中和负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（如图丙），下列光路图正确的是（　　）
A．B． C．D．
【答案】B
【解析】由题可知，光在负折射材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧；
A、由图知，光由负折射材料进入空气时，折射光线与入射光线在法线的异侧，故A不符合题意；
B、由图知，两次折射时，折射光线与入射光线都在法线的同侧，故B符合题意；
C、由图知，光由空气进入负折射材料时，折射光线与入射光线在法线的异侧，故C不符合题意；
D、由图知，两次折射时，折射光线与入射光线都在法线的异侧，故D不符合题意。
3．如图所示，人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，则水中的小鱼实际位置在（　　）
A．B点 B．B点上方 C．B点下方 D．B点右方
【答案】C
【解析】人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，是鱼反射的光线从水中斜射入空气时在水面反射折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，人逆着折射光线看到的鱼是比实际位置高的虚像，故小鱼在B的下方。
4．站在透明的游泳池前的人拍摄到如图甲所示的奇怪现象：人的身体和头竟然“分开”了。下列光路图中，能合理解释这一现象的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】水中的身体是折射形成的虚像，光由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，向水面偏折。
5．将筷子斜插在盛水的碗中，所成像如图所示，A为筷子上某点在水中所成的像，往碗中加水，从同一位置观察A点的位置变化。下列有关像形成的原因及A点的位置变化，说法正确的是（　　）
A．光的反射 向上移动
B．光的反射 向下移动
C．光的折射 向上移动
D．光的折射 向下移动
【答案】C
【解析】A为铅笔上某点在水中所成的像，往碗中加水，从同一位置观察，光从水中进入空气中，会发生光的折射，折射角大于入射角，光线的折射点会向右偏移，所以观察到的A点的位置将向上移动。
6．如图所示，小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它：另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币。这种现象可以用选项中的哪个光路图来解释（　　）
A．B．C．D．
【答案】D
【解答】解：当我们用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛的缘故；
根据光的折射定律的内容知道，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角，且光线是从硬币上发出的，故D图正确。
7．如图所示，一束方向不变的光线从右方斜射向水面，这时的反射角是β，折射角是γ，若把水槽的左端稍垫高一些，待水面重新恢复平静时，反射角是βl，折射角是γ1，那么（　　）
A．β1＜β，γ1＜γ B．β1＝β，γl＝γ C．β1＜β，γ1＞γ D．β1＞β，γl＞γ
【答案】B
【解答】解：当把水槽左端垫高些时，水面仍然是水平的，即法线方向仍然是竖直方向，故入射角不变，所以反射角和折射角也不变化；即β1＝β，γl＝γ。
8．如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L＝H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（　　）
A．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度
B．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度
C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度
D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度
【答案】B
【解析】光由空气斜射进入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，所以光斑是由光的折射形成的。当水面上升时，折射光路的变化如图：可见，水面.上升，折射点右移，光斑右移。水面上升的距离h与光斑移动的距离s成正比：s＝h（1﹣tana） （其中a为折射角）所以当水面匀速上升，光斑必然匀速移动，而不是变速运动。因为L＝H，所以激光与水面成45°角入射，所以由图可知，光斑再怎么移也不可能和法线重合，所以速度比水面上升的速度小。故ACD错误，B正确。
9．如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持入射光方向不变，动车减速时（　　）
A．入射角不变，折射角不变
B．入射角变小，折射角变小
C．入射角变大，折射角变大
D．入射角变大，折射角变小
【答案】C
【解析】动车减速，杯中的水具有惯性保持原来的运动状态，故水面会荡向车子的前方，作出变化后的水面的法线，入射光线与法线的夹角即为入射角，比较变化前后的入射角，由下图可观察得入射角变大，根据光的折射规律，则折射角也变大。
10．如图所示，一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光，激光沿直线射到空水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中缓慢注入水，发现水槽底部光斑会移动。继续沿水槽壁缓慢注水，当水面与N点相平时，水槽底部光斑移动到O点的哪侧（　　）
A．O点左侧 B．O点右侧 C．仍在O点 D．都有可能
【答案】C
【解析】当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，因此光线移动到O点左侧；继续沿水槽壁缓慢注水，即水满时，由于光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，所以水槽底部光斑移动到O点的原位置上。
11．光在水和空气的界面会同时发生折射和反射。
（1）如图所示，当光垂直射向界面，此时，折射角为 　 　 度。
（2）若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度，此时，反射角为 　 　 度。
（3）旋转后，折射角 　 　 入射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）0；（2）20；（3）大于。
【解析】（1）如图所示，当光垂直射向界面，光路不改变方向，没有发生折射，折射光线和法线的夹角是0度，所以折射角为0度。
（2）若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度，入射光线跟法线的夹角是20度，根据光的反射定律，反射角等于入射角，所以反射角等于20度。
（3）旋转后，光线从水斜射入空气中，折射角大于入射角。
12．小江在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示，他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中：
入射角i 0° 15° 30° 45° 60° 75° 90°
折射角r ★ 9.8° 19.7° 28.3° 35.3° 40.6° 41.8°
（1）表格中“★“处的数据是 　 　 。
（2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是 　 　 。
（3）调整玻璃砖与激光笔的位置，使光线由玻璃进入空气，当入射角为30°时，根据光路可逆的特点，分析可知此时折射角γ的大小大致在 　 　 。
A.30°与45°之间 B.45°与60°之间 C.60°与75°之间
（4）小江实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，他查阅资料得知这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时，光线只发生反射，不发生折射。现有一个三棱镜由上述玻璃制成。一束光垂直于三棱镜的一个面射入。如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图。其中正确的是 　 　 。
【答案】（1）0°；（2）折射角随入射角的增大而增大；当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；（3）B；（4）C。
【解析】（1）光线从空气中射入水中，当光线垂直射入时，折射角等于0°；
（2）由表中数据可知，折射角随入射角的增大而增大；当光由空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角；
（3）若要验证光的折射中光路是可逆的，需要将光沿原来的折射光线的方向由玻璃砖射向空气中，若折射光线沿原来的入射光线的方向射出，便可验证光折射时，光路是可逆的。由表格可知，当光以30°的入射角从玻璃砖射向空气中时，折射角大致在45°与60°之间，故选：B；
（4）一束光垂直于等腰直角三棱镜的一个直角面射入，入射角等于0°，则折射角等于0°，到达斜边面上的入射角等于45°（大于41.8°）而发生全反射，没有折射光线射出，故ABD错误，C正确。
13．某同学分别探究了光从空气斜射入水中和光从水中斜射入空气中的折射规律，并记录了表一、表二的实验数据：
表一
实验序号 1 2 3
入射角° 60 40 20
折射角° 40 29 15
表二
实验序号 4 5 6
入射角° 15 29 40
折射角° 20 ？ 60
（1）表一实验数据是该同学将光从 　　 （选填“水中斜射入空气”或“空气斜射入水中”）时记录的。
（2）进行表二的实验时，该同学漏记了第5次实验的折射角，利用光路的可逆性你认为这次实验的折射角为 　 　 。
（3）该探究要多次实验的目的是：　 　 。
（4）某同学画出了如图所示是光在空气和水两种介质中传播的情形。图中表示折射光线的是 　 　 。
【答案】（1）空气斜射到水中；（2）40°；（3）避免偶然性，使实验结论更具普遍性；（4）OA。
【解析】
（1）由表一的数据可知，折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角，由光的折射规律可知该同学将光从空气斜射到水中；
（2）由表二的数据可知，折射角大于入射角，表明光从水中斜射入空气；
在光的折射现象中，光路是可逆的，分析表一中的数据可知：光从空气斜射入水中，当入射角为40°时，折射角为29°，所以进行表二的实验时，入射角等于29°，则对应的折射角为40°；
（3）多次改变入射角的大小，是为了探究反射角与入射角、折射角与入射角的大小关系，避免偶然性，使实验结论更具普遍性；
（4）由下图可知，∠CON＝90°﹣30°＝60°＝∠BON，
根据光的反射定律知，反射角等于入射角，所以在MM′的左侧发生了光的反射，则MM′为界面，NN′为法线；
因为反射光线、折射光线和入射光线在法线两侧，所以BO是入射光线，OC是反射光线，OA是折射光线。
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【新课标●新课堂】第4节 光的反射和折射（第3课时）同步作业
（教师版）
1．丽水机场即将通航，届时工作人员可以通过配戴的AR眼镜对乘客自动拍照、扫描，快速的验证身份信息。AR眼镜的摄像头能成实像的原因是（　　）
A．光的直线传播 B．光的反射 C．光的折射 D．光的色散
2．有一种称为负折射材料的人工材料，光在这类材料中发生折射时，折射光线与入射光线位于法线的同一侧。图甲和图乙分别是笔放在水中和负折射材料中发生的折射现象。现有一束光通过某长方体透明负折射材料（如图丙），下列光路图正确的是（　　）
A．B． C．D．
3．如图所示，人眼在A点看见河里B点有一条小鱼，则水中的小鱼实际位置在（　　）
A．B点 B．B点上方 C．B点下方 D．B点右方
4．站在透明的游泳池前的人拍摄到如图甲所示的奇怪现象：人的身体和头竟然“分开”了。下列光路图中，能合理解释这一现象的是（　　）
A． B． C． D．
5．将筷子斜插在盛水的碗中，所成像如图所示，A为筷子上某点在水中所成的像，往碗中加水，从同一位置观察A点的位置变化。下列有关像形成的原因及A点的位置变化，说法正确的是（　　）
A．光的反射 向上移动
B．光的反射 向下移动
C．光的折射 向上移动
D．光的折射 向下移动
6．如图所示，小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它：另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币。这种现象可以用选项中的哪个光路图来解释（　　）
A．B．C．D．
7．如图所示，一束方向不变的光线从右方斜射向水面，这时的反射角是β，折射角是γ，若把水槽的左端稍垫高一些，待水面重新恢复平静时，反射角是βl，折射角是γ1，那么（　　）
A．β1＜β，γ1＜γ B．β1＝β，γl＝γ C．β1＜β，γ1＞γ D．β1＞β，γl＞γ
8．如图所示，水池的宽度为L，在水池右侧距离池底高度H处有一激光束，水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑。已知L＝H，现向水池内注水，水面匀速上升，则光斑（　　）
A．匀速向右移动，且移动速度大于水面上升的速度
B．匀速向右移动，且移动速度小于水面上升的速度
C．减速向右移动，但速度始终大于水面上升的速度
D．加速向右移动，但速度始终小于水面上升的速度
9．如图，向右匀速行驶的动车桌面上有杯水，一束光斜射到水面上，保持入射光方向不变，动车减速时（　　）
A．入射角不变，折射角不变
B．入射角变小，折射角变小
C．入射角变大，折射角变大
D．入射角变大，折射角变小
10．如图所示，一密闭激光发射器从水槽侧壁射出一束激光，激光沿直线射到空水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中缓慢注入水，发现水槽底部光斑会移动。继续沿水槽壁缓慢注水，当水面与N点相平时，水槽底部光斑移动到O点的哪侧（　　）
A．O点左侧 B．O点右侧 C．仍在O点 D．都有可能
11．光在水和空气的界面会同时发生折射和反射。
（1）如图所示，当光垂直射向界面，此时，折射角为 　 　 度。
（2）若将此光线绕着入射点顺时针旋转20度，此时，反射角为 　 　 度。
（3）旋转后，折射角 　 　 入射角（填“大于”、“小于”或“等于”）。
12．小江在探究“光在不同介质之间的折射规律”时，用到的器材及实验装置如图甲所示，他先探究了光由空气进入玻璃的情形，并将得到的实验数据记录在表中：
入射角i 0° 15° 30° 45° 60° 75° 90°
折射角r ★ 9.8° 19.7° 28.3° 35.3° 40.6° 41.8°
（1）表格中“★“处的数据是 　 　 。
（2）根据表格中的实验数据可以得出的结论是 　 　 。
（3）调整玻璃砖与激光笔的位置，使光线由玻璃进入空气，当入射角为30°时，根据光路可逆的特点，分析可知此时折射角γ的大小大致在 　 　 。
A.30°与45°之间 B.45°与60°之间 C.60°与75°之间
（4）小江实验时发现，当光从玻璃射向空气，且入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，他查阅资料得知这种现象叫做光的全反射，发生这种现象时的入射角叫做这种物质的临界角。当入射角大于等于临界角时，光线只发生反射，不发生折射。现有一个三棱镜由上述玻璃制成。一束光垂直于三棱镜的一个面射入。如图乙所示，则关于这束光经过三棱镜后的光路图。其中正确的是 　 　 。
13．某同学分别探究了光从空气斜射入水中和光从水中斜射入空气中的折射规律，并记录了表一、表二的实验数据：
表一
实验序号 1 2 3
入射角° 60 40 20
折射角° 40 29 15
表二
实验序号 4 5 6
入射角° 15 29 40
折射角° 20 ？ 60
（1）表一实验数据是该同学将光从 　　 （选填“水中斜射入空气”或“空气斜射入水中”）时记录的。
（2）进行表二的实验时，该同学漏记了第5次实验的折射角，利用光路的可逆性你认为这次实验的折射角为 　 　 。
（3）该探究要多次实验的目的是：　 　 。
（4）某同学画出了如图所示是光在空气和水两种介质中传播的情形。图中表示折射光线的是 　 　 。
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第4节 光的反射和折射（第3课时）教学设计
——光的折射
【核心概念】物质的运动和相互作用
【内容要求】
内容：光的传播。
要求：通过实验了解光的折射现象及特点。
【教学目标】
1.通过探究活动知道光折射现象及特点；
2.能应用光的折射特点解释生活中相关现象；
4.能结合几何知识解决简单的光学计算（包含折射类）问题；
5.具有尊重事实，运用科学原理解决问题的科学态度。
【教学思路】以观看“光斜射入水中”的视频引入，围绕光在水面发生反射现象，复习光的反射及反射定律。在此基础上，分析部分光线斜射入水中这一折射现象。指导学生作光的折射光路图，认识折射光线与折射角。结合光路图进行交流讨论：当光从空气斜射进入水中，光的折射具有什么特点？在分析总结光从空气斜射入水中所发生的折射特点；进一步分析当光垂直射向水面所有的特点。然后逆向提出问题：当光从水中斜射入进入空气，又具有什么样的特点？归纳推理在光的折射现象中，光路是可逆的。
在归纳总结光在水与空气中发生折射特点的基础上，解释光斜射入玻璃砖的折射现象。知道从上方看水、玻璃等透明介质中的物体，我们感到物体的位置要比实际的位置高一些，这是光的折射引起的。并运用简单的光路图进行分析。最后，在探究水流模拟演示光纤原理的实践活动中深入理解光的折射现象及特点。
【教学过程】
一、建立联系，引入任务
【引入】将一根筷子斜放在装有水的杯子里（如图1.4-11），筷子发生了什么变化？这是为什么？尝试从不同方位进行观察。说说你观察到的现象。
二、围绕任务，素养内化
观看视频：光射入水中发生的折射现象
【学生活动】尝试画出光斜射入水中的折射现象光路图
师生共同讨论，得出如图1.4-13所示的光路图。
【概念】光的折射现象
光从空气斜射入水中时，其传播方向会发生偏折，
这种现象叫作光的折射。
结合图1.4-13理清相关概念：
1.入射光线AO 从光源射向两透明介质分界面的光线。
2.折射光线OC 从入射点射向另一种透明介质的光线。
3.法线NN′：过入射点垂直与两分界面的直线（画虚线）；
4.入射角∠AON：入射光线与法线之间的夹角；
5.折射角∠N′OC：折射光线与法线之间的夹角；
【探索活动】如图1.4-12
1.让一束光从空气斜射入水中，观察这束光的路径。光进入水中，其传播方向会发生变化吗？向哪个方向偏折？折射光线向法线偏折。
进一步分析可知：折射角小于入射角。
2.将光线绕着入射点逆时针旋转，观察水中折射光线的传播情况。
折射光线也逆时针旋转，折射角始终小于入射角。
3.让光垂直射向水面，折射光线的路径又是怎样的？
沿入射光线的方向垂直进入水中。
【思考与讨论】此时折射角和入射角是多少？都是0 。这时折射光线没有发生偏折，属于折射现象吗？属于。
【拓展】结合光在不同介质中的传播速度是不同的，深化对折射的认识，判断折射现象的发生的根据是光在不同介质中的传播速度发生变化。
4.如图1.4-14所示，把水换成玻璃砖，重复上面的步骤，观察发生的现象。
与上述观察到的现象相同。
【分析归纳】
当光从空气斜射入水中或其他介质（光密介质）中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水或其他介质中时，折射光的方向不变。
【拓展】光密介质和光疏介质：
光在不同介质中的传播速度不同。通常，光在真空中的传播速度最快，而在其他介质中的传播速度会减慢。我们将光速较大的介质称为光疏介质，光速较小的介质称为光密介质
光密介质和光疏介质的划分是相对的。例如，水相对于空气来说是光密介质，但相对于玻璃来说却是光疏介质。因此，在比较两种介质时，可以根据它们之间的光速关系来确定哪一种是光密介质，哪一种是光疏介质。
5.如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃等透明介质中射入空气中，又会发生什么现象呢？
视频：光线从水或玻璃等透明介质中射入空气
进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。在光的折射中，光路是可逆的。具体要求的说：
光线垂直界面入射时，传播方向不发生改变；光线从水中相对于界面斜射时,光的传播方向发生改变，随着入射角增大，折射角也增大，且折射角始终大于入射角。
【思考与讨论】在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面吗？如何设计实验证明呢？
视频：三线共面。结论：三线共面。关键实验器材：折叠板。与探索光的反射定律思路相同。
【实验结论】光的折射特点：
1.光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
2.光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
3.在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面。
4.光垂直射到界面时，折射光线与入射光线在同一直线上。折射光线、法线和入射光线三线合一。
5.光的折射现象中，光路是可逆的。
【应用】如图1.4-15所示，从上方看水、玻璃等透明介质中的物体，我们感到物体的位置要比实际的位置高一些，这是光的折射引起的。
学生画相关光路图，相互交流讨论，突破难点。先画一条光线运用折射特点，再画两条确定物体位置。如图所示。（说明：教学难点所在）
【探究实践】
利用水流模拟演示光纤原理 解读
利用水流模拟光纤原理是一个非常直观的物理演示实验，它生动地展示了全反射这一光纤传输光信号的核心物理机制。
一、实验原理：光纤vs.水流
1.光纤的核心原理：
结构：光纤由高折射率的“纤芯”和低折射率的“包层”组成。
全反射：当光从高折射率介质（纤芯）射向与低折射率介质（包层）的界面时，如果入射角大于临界角，光会发生全反射，而不会折射入包层。
导光：通过反复的全反射，光被限制在纤芯内，沿着光纤的弯曲路径向前传播。
2.水流模拟的核心原理：
结构：一股透明的水流（模拟纤芯）从空中流过，周围是空气（模拟包层）。通过在水流内部反复的全反射，光被“困”在水流中，随着水流弯曲前进，形成一条明亮的“光路”。
3.光的全反射原理：当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于某个特定的角度（临界角），则光线不再发生折射，而是全部被反射回原光密介质的现象。
二、实验演示方法（阅读教材P31-32）
【思考与讨论】
1. 哪些方法可以使实验现象更明显？
要提高水流模拟光纤实验的清晰度、稳定性和视觉冲击力，需从水流质量、光线耦合、观测条件、环境控制四大核心入手。
（1）优化水流质量，保持水流稳定，加入1~2滴牛奶/豆浆或微量荧光染料；确保出水口光滑无毛刺等。
（2）提升激光耦合效率 入射点选在水流刚出口处（最粗且稳定），激光水平入射，确保全反射条件等。
（3）优化观测与环境 背景暗化，提升对比度，光路更醒目，捕捉光在弯曲水流中的传导轨迹，清晰展示全反射动态过程。
2. 当光通过弯曲的水流时，光线为什么也会随之弯曲？
通过在水流内部反复的全反射，光被“困”在水流中，随着水流弯曲前进，形成一条明亮的“光路”。
【科学阅读】海市蜃楼 光折射现象的应用实例
三、归纳总结，应用迁移
（一）课堂小结
一、光的折射特点
1.光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
2.光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
3.在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面。
4.光垂直射到界面时，折射光线与入射光线在同一直线上。折射光线、法线和入射光线三线合一。
5.光的折射现象中，光路是可逆的。
二、光的全反射原理
当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于某个特定的角度（临界角），则光线不再发生折射，而是全部被反射回原光密介质的现象。
（二）随堂例题
例1．小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。
（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是： ，实验中 （选填“能”或“不能”）看见反射光线；
（2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在 （选填“增大”或“减小”）；
（3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时， 。
入射角 0 10 20 30 40 48.6 50
折射角 0 13.4 27.0 41.7 58.7 90
【答案】 向水中加几滴牛奶 能 大于 增大 折射光线消失
【解析】由于光线在无色的水中是看不到的，故可向水中加几滴牛奶，即可看到入射光线和反射光线。入射光线与法线的夹角叫入射角，折射光线与法线的夹角叫折射角，从图中可看出，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。由表格数据可知，当入射角增大时，折射角也增大，当入射角到一定值时，只存在了反射光线，折射光线消失，这种现象叫全反射。
例2．小明在做“探究光的折射规律”实验，如图是光从空气斜射入水中时的光路，通过实验还得到如表数据：
入射角
反射角
折射角
（1）实验中发现，折射光线、入射光线和法线在 内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
（2）分析表中数据，可得出结论：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；
（3）小明发现，光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生 现象，而且反射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；
（4）若光从水斜射入空气，入射角为时，则折射角为 ．
【答案】 同一平面 小于 反射 等于 15°
【解析】
（1）由光的折射规律知，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别位于法线的两侧。
（2）分析表中数据发现：光从空气斜射入水中时，折射角都小于入射角，可得出结论：光从空气斜射到水中时，折射角小于入射角。
（3）小明发现，一束光从空气斜射到水面时，有一部分光被反射回空气中，另一部分光会进入水中发生折射，说明光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生反射现象，而且反射角等于入射角。
（4）光折射时光路是可逆的，由图可知，当光从空气斜射入水中，入射角为15°时，折射角为11.3°，则当光从水斜射入空气，入射角为11.3°时，则折射角为15°。
例3．神奇的魔术表演总能给我带来许多惊奇，当我们往一个看起来什么也没有的碗中倒水，随着水的慢慢增多，渐渐的看到了一个完整的硬币。下列能正确描述此现象的光路图是（　　）
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】随着碗中水的慢慢增多，渐渐的看到了一个完整的硬币。产生这种现象的原因是由于从硬币发出的漫反射光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭借光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像，比实际的位置要高，故C符合题意，ABD不符合题意。
【板书设计】
第4节 光的反射和折射（第3课时）
【课后作业】
1.完成作业本上相应内容
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共31张PPT)
第1章 对环境的察觉
第4节 光的反射和折射（第3课时）
（浙教版）八年级
上
——光的折射
【引入】
将一根筷子斜放在装有水的杯子里（如图1.4-11），筷子发生了什么变化？这是为什么？尝试从不同方位进行观察。说说你观察到的现象。
【引入】
视频：
光射入水中
发生的折射现象
光的折射现象
【学生活动】尝试画出光斜射入水中的折射现象光路图师生共同讨论，得出如图所示的光路图。
光从空气斜射入水中时，其传播方向会发生偏折，这种现象叫作光的折射。
1.入射光线AO：从光源射向两透明介质分界面
的光线。
2.折射光线OC：从入射点射向另一种透明介质
的光线。
3.法线NN′：过入射点垂直与两分界面的直线；
4.入射角∠AON：入射光线与法线之间的夹角；
5.折射角∠N′OC：折射光线与法线之间的夹角；
【探索活动】
1.让一束光从空气斜射入水中，观察这束光的路径。光进入水中，其传播方向会发生变化吗？向哪个方向偏折？
折射光线向法线偏折,
折射角小于入射角
2.将光线绕着入射点逆时针旋转，观察水中折射光线的传播情况。
折射光线也逆时针旋转，折射角始终小于入射角。
3.让光垂直射向水面，折射光线的路径又是怎样的？
沿入射光线的方向垂直进入水中。
【思考与讨论】
1.此时折射角和入射角是多少？
2.这时折射光线没有发生偏折，属于折射现象吗？
都是0
属于，光在不同介质中的传播速度发生变化
4.把水换成玻璃砖，重复上面的步骤，观察发生的现象。
与上述观察到的现象相同。
【分析归纳】
当光从空气斜射入水中或其他介质（光密介质）中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大。当光从空气垂直射入水或其他介质中时，折射光的方向不变。
【拓展】光密介质和光疏介质的概念：
光在不同介质中的传播速度不同。通常，光在真空中的传播速度最快，而在其他介质中的传播速度会减慢。我们将光速较大的介质称为光疏介质，光速较小的介质称为光密介质。
光密介质和光疏介质的划分是相对的。
例如，水相对于空气来说是光密介质，但相对于玻璃来说却是光疏介质。因此，在比较两种介质时，可以根据它们之间的光速关系来确定哪一种是光密介质，哪一种是光疏介质。
【思考讨论】如果让光逆着折射光的方向从水或玻璃等透明介质中射入空气中，又会发生什么现象呢？
光的全反射原理：当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于某个特定的角度（临界角），则光线不再发生折射，而是全部被反射回原光密介质的现象。
进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。在光的折射中，光路是可逆的。
光线垂直界面入射时，传播方向不发生改变；光线从水中相对于界面斜射时,光的传播方向发生改变，随着入射角增大，折射角也增大，且折射角始终大于入射角。
【思考与讨论】
在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面吗？如何设计实验证明呢？
结论：三线共面。
关键实验器材：折叠板。与探索光的反射定律思路相同。
光的折射特点：
1.光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。
入射角增大时，折射角也增大。
2.光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于
入射角。入射角增大时，折射角也增大。
3.在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面。
4.光垂直射到界面时，折射光线与入射光线在同一直线上。折射光线、法线
和入射光线三线合一。
5.光的折射现象中，光路是可逆的。
【应用】
如图1.4-15所示，从上方看水、玻璃等透明介质中的物体，我们感到物体的位置要比实际的位置高一些，这是光的折射引起的。
画两条确定物体位置。如图所示。
【探究实践】利用水流模拟演示光纤原理
【探究实践】利用水流模拟演示光纤原理 解读
一、实验原理：光纤vs.水流
1.光纤的核心原理：
结构：光纤由高折射率的“纤芯”和低折射率的“包层”组成。当光从高折射率介质（纤芯）射向与低折射率介质（包层）的界面时，如果入射角大于临界角，光会发生全反射，而不会折射入包层。
导光：通过反复的全反射，光被限制在纤芯内，沿着光纤的弯曲路径向前传播。
2.水流模拟的核心原理：
结构：一股透明的水流（模拟纤芯）从空中流过，周围是空气（模拟包层）。通过在水流内部反复的全反射，光被“困”在水流中，随着水流弯曲前进，形成一条明亮的“光路”。
3.光的全反射原理
二、实验演示方法（阅读教材P31-32）
【思考与讨论】
1. 哪些方法可以使实验现象更明显？
（1）优化水流质量，保持水流稳定，加入1~2滴牛奶/豆浆或微量荧光染料；确保出水口光滑无毛刺等。
（2）提升激光耦合效率 入射点选在水流刚出口处（最粗且稳定），激光水平入射，确保全反射条件等。
（3）优化观测与环境 背景暗化，提升对比度，光路更醒目，捕捉光在弯曲水流中的传导轨迹，清晰展示全反射动态过程。
2. 当光通过弯曲的水流时，光线为什么也会随之弯曲？
通过在水流内部反复的全反射，光被“困”在水流中，随着水流弯曲前进，形成一条明亮的“光路”。
【课堂总结】
一、光的折射特点
1.光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
2.光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线向远离法线方向偏折，折射角大于入射角。入射角增大时，折射角也增大。
3.在光的折射中，折射光线、法线和入射光线三线共面。
4.光垂直射到界面时，折射光线与入射光线在同一直线上。折射光线、法线和入射光线三线合一。
5.光的折射现象中，光路是可逆的。
二、光的全反射原理
当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于或等于某个特定的角度（临界角），则光线不再发生折射，而是全部被反射回原光密介质的现象。
【板书设计】
例1．小宇用如图所示装置将一细光束斜射到空气中，用于探究“光的折射规律”。
（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是： ，实验中 （选填“能”或“不能”）看见反射光线；
（2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （选填“大于”“小于”或“等于”）入射角。增大入射角，观察到折射角在 （选填“增大”或“减小”）；
（3）他通过查阅资料发现，若不断增大光在水中的入射角，会观察到的现象是：入射角增大到一定值时， 。
【随堂巩固】
【答案】向水中加几滴牛奶 能 大于 增大 折射光线消失
【解析】由于光线在无色的水中是看不到的，故可向水中加几滴牛奶，即可看到入射光线和反射光线。入射光线与法线的夹角叫入射角，折射光线与法线的夹角叫折射角，从图中可看出，光线从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角。由表格数据可知，当入射角增大时，折射角也增大，当入射角到一定值时，只存在了反射光线，折射光线消失，这种现象叫全反射。
【例2】小明在做“探究光的折射规律”实验，如图是光从空气斜射入水中时的光路，通过实验还得到如表数据：
（1）实验中发现，折射光线、入射光线和法线在 内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
（2）分析表中数据，可得出结论：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；
（3）小明发现，光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生 现象，而且反射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；
（4）若光从水斜射入空气，入射角为时，则折射角为 ．
【答案】 同一平面 小于 反射 等于 15°
【解析】
（1）由光的折射规律知，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别位于法线的两侧。
（2）分析表中数据发现：光从空气斜射入水中时，折射角都小于入射角，可得出结论：光从空气斜射到水中时，折射角小于入射角。
（3）小明发现，一束光从空气斜射到水面时，有一部分光被反射回空气中，另一部分光会进入水中发生折射，说明光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生反射现象，而且反射角等于入射角。
（4）光折射时光路是可逆的，由图可知，当光从空气斜射入水中，入射角为15°时，折射角为11.3°，则当光从水斜射入空气，入射角为11.3°时，则折射角为15°。
例3．神奇的魔术表演总能给我带来许多惊奇，当我们往一个看起来什么也没有的碗中倒水，随着水的慢慢增多，渐渐的看到了一个完整的硬币。下列能正确描述此现象的光路图是（　　）
A
B
C
D
【答案】C
【答案】 同一平面 小于 反射 等于 15°
【解析】
（1）由光的折射规律知，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别位于法线的两侧。
（2）分析表中数据发现：光从空气斜射入水中时，折射角都小于入射角，可得出结论：光从空气斜射到水中时，折射角小于入射角。
（3）小明发现，一束光从空气斜射到水面时，有一部分光被反射回空气中，另一部分光会进入水中发生折射，说明光从空气斜射到水面时，光不但会发生折射现象，还会发生反射现象，而且反射角等于入射角。
（4）光折射时光路是可逆的，由图可知，当光从空气斜射入水中，入射角为15°时，折射角为11.3°，则当光从水斜射入空气，入射角为11.3°时，则折射角为15°。
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