资源简介

4.4　光的折射
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.3　通过实验，了解光的折射现象及其特点. 1.知道光发生折射的条件. 2.了解光的折射规律.(重点) 3.会画光的折射光路图.(重点) 4.能解释生活中因光的折射引起的视觉差异.(难点)
@集慧解惑
光的折射现象
1.演示实验：如图甲所示，水槽内装有适量掺了牛奶的水，水面上有用透明薄膜密封着的烟雾，将一束激光沿各个方向由空气入射到水中，观察光线在水中的传播方向是否发生改变.
现象：(1)激光束由空气斜射入水中时，一部分光在水面发生反射返回空气中，一部分光进入水中，进入水中的光线传播方向 .
(2)激光束由空气垂直射入水中时，传播方向 .
2.定义：我们把光从一种介质 入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象，叫作 .水中筷子折断、池水看起来变浅等都是光的折射现象.
3.基本概念：“一点”“一面”“三线”“两角”，如图乙所示.
(1)一点：光的入射点，用字母O表示.
(2)一面：两种介质的分界面DE.
(3)三线：①法线ON：经过入射点O并 于分界面的直线；
②入射光线：图乙中的光线 ；
③折射光线：图乙中的光线 .
(4)两角：①入射角：入射光线与 的夹角，即图乙中的∠ ，
②折射角：折射光线与 的夹角，即图乙中的∠ .
光的折射规律
演示实验：研究光的折射现象.
实验器材：半圆形水槽(带角度的圆形背板)、水、激光笔.
实验步骤：(1)将一束激光贴着水槽圆形背板垂直射入水中，不断增大入射角，观察光束在空气中和水中的径迹，记录入射角和折射角的大小，如图所示.
(2)将一束激光沿BO入射，观察折射光线的方向.不断减小入射角，直到垂直入射，观察光束在空气中和水中的径迹，记录入射角和折射角的大小.
(3)将水换成玻璃砖，重复上述实验过程.
实验结论：(1)光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向 (选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折；折射角 入射角.光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向 (选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折；折射角 入射角.即在光的折射中，空气中的光线远离法线，水(或玻璃)中的光线靠近法线 .
(2)当入射角增大时，折射角 ；当入射角减小时，折射角 .
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向 .
(4)在光的折射现象中，光路 .
典例1 [物理观念](回归教材)如图所示，哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路(　 　)
A B C D
变式1　如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，其中入射光线是 ，折射光线是 ，法线是 (前三空均用字母表示)，反射角为 度，折射角为 度，界面的 (选填“上”“下”“左”或“右”)方是空气.
光的折射画图
作图步骤：(1)过点O画法线NN'(虚线＋直角符号)，如图乙所示.
(2)根据“空气角大”的规律，作折射(或入射)光线的大致方向，如图丙所示.
(3)按题目要求，标入射角和折射角(弧线＋大小)，如图丁所示.
典例2 (2024·广东中考)如图所示，一束光经O点从空气斜射入水中，请画出法线及大致的折射光线.
典例2图
变式2　 如图所示，一束光从空气斜射入水中，画出其反射光线和大致的折射光线.
变式2图
生活中典型的折射现象
1.水中物“变浅”
典例3 (回归教材)如图是人眼看到池底某点的光路，其中正确的是 (　 　)
A B C D
　　池底某点反射的光，经水面射入空气中发生折射而射入人眼，折射角大于入射角；眼睛观察到的是该点的虚像，在折射光线的反向延长线上，因此虚像与眼睛在同一直线上.
2.岸上物“变高”
典例4 [科学思维]当代中国，技术日新月异，无人机已经走进千家万户.如图1所示，当一架无人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，其成像光路图正确的是 ；如图2所示，在水中潜游的人可以看到无人机的像，其成像光路图正确的是 ；两次所成的像 (选填“前虚像后实像”“前实像后虚像”“都是虚像”或“都是实像”).
　　无论从岸上看水下，还是从水下看岸上，看到的都是物体的虚像，它比物体的实际位置要高一些.
3.物体“错位”和“上折”
典例5 在研究光现象的实验时，小红在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图所示的情形，当她倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，图中最符合实际情况的是 (　 　)
A B C D
　　因为折射，从上方看，看到的水中物体的像比物体实际的位置高一些；从侧面看，相当于玻璃杯内的水使物体错位(如A选项).
变式3　 我们把筷子放入装满水的碗中，你从水面向下看时，看到的筷子的“像”应该是 (　 　)
A B C D
4.海市蜃楼
如图所示，海市蜃楼现象多发生于沙漠和沿海地区，这些地区不同高度的空气疏密程度不均匀，来自地平线以下远处物体的光在传播过程中发生了 ，进入人眼.人眼逆着折射光的方向看过去，就看见了物体在天空中呈现的 像.
@慧化亮人
1.[物理学与日常生活]下列现象中不可以利用光的折射规律解释的是 (　 　)
A. 水里的“折筷” B.海市蜃楼
C.池水变浅 D.小孔成像
2.[传统文化]许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述，也与物理知识有着紧密联系.下列诗词中涉及的物理知识正确的是 (　 　)
A.“一石击破水中天”，“天”是由光的折射形成的虚像
B.“掬水月在手，弄花香满衣”，水中“月亮”是由于光的直线传播形成的
C.“水皆缥碧，千丈见底，游鱼细石，直视无碍”，“游鱼细石”是由光的折射形成的虚像
D.“起舞弄清影，何似在人间”，“影”是由光的反射形成的虚像
3.如图所示，分别是人站在岸上看水中的鱼和人在水中看空中的飞机，人眼看到的虚像与真实的位置不同，下图能解释此现象的是 (　 　)
4.(2024·东莞期中)光在空气和玻璃的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中∠1＝∠3，则折射角为∠ (选填“1”“2”或“3”)，分界面为 (选填“①”或“②”)，分界面的 (选填“上”或“下”)方为玻璃.
第4题图
5.(2024·广州模拟改编)(1)图甲中的OA是反射光线，请在图中画出入射光线和大致的折射光线.
·
甲
第5题图
(2)请在图乙中画出人眼看到池底A的大致光路图(A'是人眼看到的池底A的像).
乙
第5题图4.4　光的折射
@学习目标
课程标准(2022年版) 本节要点
2.3.3　通过实验，了解光的折射现象及其特点. 1.知道光发生折射的条件. 2.了解光的折射规律.(重点) 3.会画光的折射光路图.(重点) 4.能解释生活中因光的折射引起的视觉差异.(难点)
@集慧解惑
光的折射现象
1.演示实验：如图甲所示，水槽内装有适量掺了牛奶的水，水面上有用透明薄膜密封着的烟雾，将一束激光沿各个方向由空气入射到水中，观察光线在水中的传播方向是否发生改变.
现象：(1)激光束由空气斜射入水中时，一部分光在水面发生反射返回空气中，一部分光进入水中，进入水中的光线传播方向　发生改变　.
(2)激光束由空气垂直射入水中时，传播方向　不变　.
2.定义：我们把光从一种介质　斜射　入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象，叫作　光的折射　.水中筷子折断、池水看起来变浅等都是光的折射现象.
3.基本概念：“一点”“一面”“三线”“两角”，如图乙所示.
(1)一点：光的入射点，用字母O表示.
(2)一面：两种介质的分界面DE.
(3)三线：①法线ON：经过入射点O并　垂直　于分界面的直线；
②入射光线：图乙中的光线　AO　；
③折射光线：图乙中的光线　OC　.
(4)两角：①入射角：入射光线与　法线　的夹角，即图乙中的∠　i　，
②折射角：折射光线与　法线　的夹角，即图乙中的∠　γ　.
光的折射规律
演示实验：研究光的折射现象.
实验器材：半圆形水槽(带角度的圆形背板)、水、激光笔.
实验步骤：(1)将一束激光贴着水槽圆形背板垂直射入水中，不断增大入射角，观察光束在空气中和水中的径迹，记录入射角和折射角的大小，如图所示.
(2)将一束激光沿BO入射，观察折射光线的方向.不断减小入射角，直到垂直入射，观察光束在空气中和水中的径迹，记录入射角和折射角的大小.
(3)将水换成玻璃砖，重复上述实验过程.
实验结论：(1)光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向　靠近　(选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折；折射角　小于　入射角.光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线向　远离　(选填“靠近”或“远离”)法线方向偏折；折射角　大于　入射角.即在光的折射中，空气中的光线远离法线，水(或玻璃)中的光线靠近法线(巧记：空气角大).
(2)当入射角增大时，折射角　增大　；当入射角减小时，折射角　减小　.
(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　.
(4)在光的折射现象中，光路　可逆　.
典例1 [物理观念](回归教材)如图所示，哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路(　C　)
A B C D
变式1　如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射，其中入射光线是　GO　，折射光线是　OC　，法线是　BF　(前三空均用字母表示)，反射角为　30　度，折射角为　60　度，界面的　左　(选填“上”“下”“左”或“右”)方是空气.
光的折射画图
作图步骤：(1)过点O画法线NN'(虚线＋直角符号)，如图乙所示.
(2)根据“空气角大”的规律，作折射(或入射)光线的大致方向，如图丙所示.
(3)按题目要求，标入射角和折射角(弧线＋大小)，如图丁所示.
典例2 (2024·广东中考)如图所示，一束光经O点从空气斜射入水中，请画出法线及大致的折射光线.
典例2图
变式2　(2024·南通中考)如图所示，一束光从空气斜射入水中，画出其反射光线和大致的折射光线.
变式2图
生活中典型的折射现象
1.水中物“变浅”
典例3 (回归教材)如图是人眼看到池底某点的光路，其中正确的是 (　D　)
A B C D
　　池底某点反射的光，经水面射入空气中发生折射而射入人眼，折射角大于入射角；眼睛观察到的是该点的虚像，在折射光线的反向延长线上，因此虚像与眼睛在同一直线上.
2.岸上物“变高”
典例4 [科学思维]当代中国，技术日新月异，无人机已经走进千家万户.如图1所示，当一架无人机掠过水面时，岸边的人可以在水中看到无人机的倒影，其成像光路图正确的是　乙　；如图2所示，在水中潜游的人可以看到无人机的像，其成像光路图正确的是　A　；两次所成的像　都是虚像　(选填“前虚像后实像”“前实像后虚像”“都是虚像”或“都是实像”).
　　无论从岸上看水下，还是从水下看岸上，看到的都是物体的虚像，它比物体的实际位置要高一些.
3.物体“错位”和“上折”
典例5 在研究光现象的实验时，小红在玻璃杯中放入一根木棒，从侧面观察到如图所示的情形，当她倒入一定量水后，从同样的角度观察这根木棒时，图中最符合实际情况的是 (　A　)
A B C D
　　因为折射，从上方看，看到的水中物体的像比物体实际的位置高一些；从侧面看，相当于玻璃杯内的水使物体错位(如A选项).
变式3　 我们把筷子放入装满水的碗中，你从水面向下看时，看到的筷子的“像”应该是 (　D　)
A B C D
4.海市蜃楼
如图所示，海市蜃楼现象多发生于沙漠和沿海地区，这些地区不同高度的空气疏密程度不均匀，来自地平线以下远处物体的光在传播过程中发生了　折射　，进入人眼.人眼逆着折射光的方向看过去，就看见了物体在天空中呈现的　虚　像.
@慧化亮人
1.[物理学与日常生活]下列现象中不可以利用光的折射规律解释的是 (　D　)
A. 水里的“折筷” B.海市蜃楼
C.池水变浅 D.小孔成像
2.[传统文化]许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述，也与物理知识有着紧密联系.下列诗词中涉及的物理知识正确的是 (　C　)
A.“一石击破水中天”，“天”是由光的折射形成的虚像
B.“掬水月在手，弄花香满衣”，水中“月亮”是由于光的直线传播形成的
C.“水皆缥碧，千丈见底，游鱼细石，直视无碍”，“游鱼细石”是由光的折射形成的虚像
D.“起舞弄清影，何似在人间”，“影”是由光的反射形成的虚像
3.如图所示，分别是人站在岸上看水中的鱼和人在水中看空中的飞机，人眼看到的虚像与真实的位置不同，下图能解释此现象的是 (　D　)
4.(2024·东莞期中)光在空气和玻璃的分界面处同时发生反射和折射的光路如图所示，其中∠1＝∠3，则折射角为∠　2　(选填“1”“2”或“3”)，分界面为　②　(选填“①”或“②”)，分界面的　上　(选填“上”或“下”)方为玻璃.
第4题图
5.(2024·广州模拟改编)(1)图甲中的OA是反射光线，请在图中画出入射光线和大致的折射光线.
·
甲
第5题图
(2)请在图乙中画出人眼看到池底A的大致光路图(A'是人眼看到的池底A的像).
乙
第5题图

展开更多......

收起↑