资源简介

(共38张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：4.4 光的折射
副标题：人教版初中物理（八年级上册）
制作人：[你的名字]
日期：[具体日期]
衔接提示：上节课我们学习了光在同种均匀介质中沿直线传播，以及遇到物体表面时的反射现象。但当光从空气进入水中、玻璃中时，传播方向会发生改变 —— 比如将筷子插入水中，看起来筷子 “弯折” 了；从水面看水中的鱼，感觉鱼的位置比实际浅。这些现象都与 “光的折射” 有关。今天我们将探究光的折射规律，理解折射现象的成因及应用。
幻灯片 2：课程导入（生活中的光折射现象）
情境演示与提问：
演示实验：① 向透明玻璃杯中倒入适量水，将筷子斜插入水中，从侧面观察筷子的变化（筷子在水面处 “弯折”，水中部分向上偏折）；② 用激光笔沿水平方向射向水中，观察光束在水面处的传播方向变化（光束进入水中后向法线偏折）；③ 展示图片：渔民叉鱼时需瞄准鱼的下方、游泳池注水后看起来变浅；
思考问题：
筷子在水中为什么会 “弯折”？激光笔的光束进入水中后，传播方向为什么会改变？（光从空气进入水中时，传播方向发生偏折，即发生折射）；
从水面看水中的鱼，看到的鱼是真实的鱼吗？为什么感觉鱼的位置比实际浅？（看到的是鱼的虚像，光的折射导致视觉误判）；
光的折射与光的反射有什么区别？（反射是光返回原介质，折射是光进入另一种介质）；
引出主题：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。本节课我们将通过实验探究光的折射规律，解释生活中的折射现象。
幻灯片 3：知识点 1：光的折射基本概念
1. 光的折射定义
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；
关键条件：① 光从一种介质进入另一种介质（如空气→水、空气→玻璃、水→玻璃）；② 入射方向为 “斜射”（若垂直入射，传播方向不变）；
区别于反射：反射时光返回原介质，折射时光进入新介质，两者可同时发生（如光从空气射向水面时，一部分光反射，一部分光折射进入水中）。
2. 光的折射相关术语（结合光路图）
为描述光的折射规律，引入以下术语（以光从空气斜射入水中为例，如图 1）：
入射光线：从第一种介质（如空气）射向两种介质分界面的光线（如光线 AO）；
折射光线：进入第二种介质（如水）后传播的光线（如光线 OB）；
分界面：两种介质的交界面（如水面、玻璃表面，图中用水平直线表示）；
法线（ON）：过入射点 O 且垂直于分界面的直线（虚线，用于判断入射角和折射角）；
入射角（i）：入射光线与法线的夹角（即∠AON）；
折射角（r）：折射光线与法线的夹角（即∠BON）；
注意：入射角和折射角均以 “光线与法线的夹角” 为准，而非与分界面的夹角；且入射光线和折射光线分别位于法线两侧。
幻灯片 4：知识点 2：光的折射规律（实验探究）
1. 实验探究：光从空气斜射入水中的折射规律
实验目的：探究光从空气斜射入水中时，折射光线、入射光线与法线的位置关系，以及入射角与折射角的大小关系。
实验器材：
透明水槽、清水、牛奶（滴入水中，便于观察光束路径）、激光笔、量角器、白色硬纸板（垂直放置在水槽侧面，记录光路）、铅笔。
实验步骤：
组装装置：
向水槽中加入适量清水，滴入 2-3 滴牛奶，搅拌均匀；
将白色硬纸板垂直立在水槽侧面，确保硬纸板与水面（分界面）垂直，在硬纸板上画出分界面（水平直线）和法线（垂直于分界面的虚线 ON）；
观察折射光线：
用激光笔沿硬纸板，从空气斜射入水中，入射点为 O，使入射角 i=30°，观察水中折射光线的位置，在硬纸板上标记入射光线 AO 和折射光线 OB 的路径；
用量角器测量折射角 r 的度数（如 r≈22°），记录数据（入射角 30°，折射角 22°）；
改变入射角：
增大入射角，使 i=45°，重复步骤 2，测量折射角 r（如 r≈32°）；继续增大 i=60°，测量 r（如 r≈40°）；
现象：入射角增大，折射角也随之增大，但折射角始终小于入射角；
垂直入射情况：
调整激光笔方向，使入射光线沿法线方向（i=0°）射向水中，观察折射光线；
现象：折射光线与法线重合，传播方向不变（r=0°），说明光垂直入射时不发生偏折；
光路可逆验证：
将激光笔从水中沿原折射光线 BO 的方向射向入射点 O，观察空气中反射光线的方向；
现象：反射光线沿原入射光线 AO 的方向射出，说明光的折射中，光路是可逆的。
2. 光的折射规律（总结实验结论）
综合实验现象，光的折射遵循以下规律：
三线共面：折射光线、入射光线和法线在同一平面内（若将硬纸板某一侧向后折叠，折叠部分看不到折射光线）；
两线分居：折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；
两角关系（光从空气斜射入其他介质）：折射角小于入射角（入射角增大，折射角也增大，但始终小于入射角）；
垂直入射：光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向不变，折射角等于入射角，均为 0°；
光路可逆：在光的折射中，光路是可逆的（如光从水斜射入空气时，折射角大于入射角）。
3. 光从其他介质斜射入空气的规律
当光从水、玻璃等透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角（与 “空气斜射入介质” 相反）；
实例：光从水中斜射入空气时，入射角 i=30°，折射角 r≈41°（大于入射角）；若继续增大入射角，折射角会增大，当入射角达到某一角度（临界角）时，折射角等于 90°，此时折射光线沿分界面传播（全反射现象，后续高中学习）。
幻灯片 5：知识点 3：生活中的光折射现象及解释
1. 常见折射现象解释
筷子 “弯折”：
原理：筷子斜插入水中时，水中部分的光线从水斜射入空气，折射角大于入射角，折射光线远离法线；人眼逆着折射光线看去，感觉光线来自筷子的上方，因此看到筷子在水面处 “向上弯折”（看到的是筷子的虚像）；
水中物体变浅：
原理：水中的鱼（或其他物体）发出的光线，从水斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角；人眼逆着折射光线看去，感觉光线来自物体的上方，因此看到的虚像位置比实际物体浅（渔民叉鱼时需瞄准虚像下方，才能叉到真实的鱼）；
游泳池变浅：
原理：游泳池底部的光线从水斜射入空气，发生折射后进入人眼，人眼误将折射光线的反向延长线交点当作底部的位置，导致看起来池底比实际浅（实际水深 2m，看起来可能只有 1.5m）；
海市蜃楼：
原理：夏天沙漠或海面附近，空气密度不均匀（近地面空气温度高、密度小，上方空气温度低、密度大），太阳光发生多次折射，远处物体的光线经折射后进入人眼，形成虚像，即海市蜃楼（沙漠中多为 “下现蜃景”，海面多为 “上现蜃景”）。
2. 折射现象的应用
透镜成像：
照相机、投影仪、放大镜等光学仪器的核心部件是透镜，透镜对光的作用基于光的折射（凸透镜会聚光线，凹透镜发散光线），通过折射使物体成实像或虚像；
近视眼镜与远视眼镜：
近视眼镜用凹透镜，通过折射使发散的光线提前会聚，使像成在视网膜上；远视眼镜用凸透镜，通过折射使会聚的光线推迟会聚，矫正视力；
三棱镜色散：
太阳光通过三棱镜时，不同颜色的光（红光、紫光等）折射程度不同（紫光折射角最大，红光最小），导致光被分解成七种颜色，形成彩虹（光的色散现象，本质是光的折射）；
渔民叉鱼与潜水员看岸上物体：
渔民叉鱼时，因光的折射看到鱼的虚像偏浅，需瞄准虚像下方；潜水员在水中看岸上的树，会感觉树的位置比实际高（光从空气斜射入水，折射角小于入射角，虚像偏高）。
幻灯片 6：光的反射与折射对比（表格总结）
对比维度
光的反射
光的折射
相同点
介质变化
光在同一种介质中传播（从介质表面返回原介质）
光从一种介质进入另一种介质（或同种不均匀介质）
1. 三线共面（反射 / 折射光线、入射光线、法线在同一平面）；2. 两线分居（反射 / 折射光线与入射光线分居法线两侧）；3. 光路可逆；4. 均发生在两种介质分界面
传播方向
传播方向改变，返回原介质
传播方向改变（斜射时），进入新介质（垂直入射时方向不变）
角度关系
反射角等于入射角
空气→介质：折射角小于入射角；介质→空气：折射角大于入射角；垂直入射：折射角 = 入射角 = 0°
常见现象
镜子成像、水面倒影、黑板反光
筷子弯折、水中物体变浅、海市蜃楼、透镜成像
应用实例
潜望镜、自行车尾灯、平面镜
照相机、近视眼镜、三棱镜色散、渔民叉鱼
幻灯片 7：课堂实验（探究光从空气斜射入玻璃的折射规律）
实验名称：观察光从空气斜射入玻璃的折射现象，验证折射规律
实验目的：
对比光从空气斜射入水和玻璃的折射差异，理解不同介质对折射的影响；
进一步巩固光的折射规律。
实验器材：
长方形玻璃砖、激光笔、白色硬纸板、量角器、铅笔、直尺。
实验步骤：
准备工作：
将白色硬纸板铺在水平桌面上，将玻璃砖放在硬纸板中央，用铅笔沿玻璃砖边缘画出其轮廓（矩形 ABCD）；
在硬纸板上画出玻璃砖的入射面 AB 和出射面 CD，过入射面 AB 上的入射点 O 画出法线 ON（垂直于 AB 的虚线）；
观察入射与折射光线：
用激光笔从空气斜射入玻璃砖的 O 点，入射角 i=30°，观察玻璃砖内折射光线的路径（向法线偏折），在硬纸板上标记入射光线 AO 和玻璃砖内的折射光线 OE；
光线从玻璃砖的出射面 CD 射出时，再次发生折射（从玻璃斜射入空气），标记出射光线 EF，观察出射光线与入射光线的关系（出射光线与入射光线平行，因两次折射的偏折相互抵消）；
测量角度：
用量角器测量玻璃砖内的折射角 r1（入射光线 AO 与法线 ON 的夹角）和出射时的折射角 r2（出射光线 EF 与 CD 面法线的夹角）；
数据示例：i=30°，r1≈19°（玻璃中折射角小于入射角），r2≈30°（出射时折射角等于入射角，光路可逆）；
实验结论：
光从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角，遵循光的折射规律；
光通过玻璃砖时，经过两次折射，最终出射光线与入射光线平行，但传播方向发生侧移（侧移距离与玻璃砖厚度有关）。
幻灯片 8：课堂练习（分层巩固）
基础题：
光从一种介质______射入另一种介质时，传播方向发生______的现象叫做光的折射；光垂直入射时，传播方向______（改变 / 不改变）。
光从空气斜射入水中时，折射光线向______（法线 / 分界面）偏折，折射角______（大于 / 小于）入射角；当光从水斜射入空气时，折射角______（大于 / 小于）入射角，这说明光的折射中光路是______的。
下列现象中，属于光的折射的是（ ）
A. 镜子中成像 B. 水中筷子 “弯折” C. 黑板反光 D. 影子的形成
提升题：
4. 如图所示，一束光从空气斜射入水中，入射光线与水面的夹角为 40°，请画出折射光线，并计算入射角和折射角的大致度数（提示：入射角为入射光线与法线的夹角，光从空气斜射入水时，折射角约为入射角的 2/3）。
5. 为什么从岸边看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置浅？请用光的折射原理画图并解释。
解题提示：
第 1 题：斜；偏折；不改变；
第 2 题：法线；小于；大于；可逆；
第 3 题：B（A、C 是反射，D 是光的直线传播；B 是折射）；
第 4 题：入射光线与水面夹角 40°，则入射角 = 90°-40°=50°；折射角≈50°×2/3≈33°；画法：① 过入射点画法线（垂直水面）；② 确定入射角 50°，画入射光线；③ 在水中，以法线为一边，画折射角 33°，确定折射光线，标注箭头；
第 5 题：① 画图：水中的鱼 S 发出的光线 SA、SB，从水斜射入空气，在水面处发生折射，折射光线远离法线，折射角大于入射角；② 解释：人眼逆着折射光线看去，感觉光线来自 S'（折射光线反向延长线的交点），S' 就是鱼的虚像，且 S' 的位置比实际鱼 S 的位置浅。
幻灯片 9：易错点与注意事项
入射角与折射角的定义错误：将 “光线与分界面的夹角” 当作入射角或折射角（正确应为 “光线与法线的夹角”，需用 90° 减去与分界面的夹角）；
折射角与入射角的大小关系混淆：无论光从哪种介质射入哪种介质，都认为 “折射角小于入射角”（错误，需区分 “空气→介质” 和 “介质→空气”，前者折射角小，后者折射角大）；
忽略垂直入射的特殊性：认为 “光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定改变”（错误，垂直入射时，折射角和入射角均为 0°，传播方向不变）；
误解折射现象中的虚像：认为 “水中看到的鱼是真实的鱼”（错误，看到的是鱼的虚像，由折射光线的反向延长线形成，位置比实际浅）；
光路可逆的应用遗漏：解释 “潜水员看岸上物体变高” 时，未利用光路可逆（光从空气斜射入水，折射角小，可逆后，光从水斜射入空气，折射角大，导致虚像偏高）。
幻灯片 10：课堂小结
核心知识梳理：
类别
具体内容
光的折射定义与条件
1. 定义：光从一种介质斜射入另一种介质，传播方向偏折；2. 条件：不同介质、斜射（垂直入射不
2024人教版版物理八年级上册
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
4.4光的折射
第四章 光现象
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
1.光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向__________，这种现象叫光的折射。
2.在折射现象中，__________与法线的夹角叫入射角，__________与法线的夹角叫折射角，折射光线与入射光线位于______介质中。
3.光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向______偏折，即折射角____于入射角。
4.光线垂直两介质界面入射时，入射角等于_____，折射角等于_____，即光的传播方向_____。
发生偏折
入射光线
折射光线
不同
法线
小
0°
0°
不变
预习检测
你见过下面的现象吗？你知道为什么吗？
筷子“折断”了
让硬币出现
点击画面播放
为什么河水看起来比实际的浅呢？
观察与思考
思考：光是沿直线传播的前提条件是什么？
实验：1.将一支笔放入水杯中，从侧面观察笔发什么了什么样的变化？2.在杯底放一枚硬币，移动视线，在刚好看不见的时候往杯中注水，看看会发生什么现象？
一、光的折射
光从空气进入水（或其他介质）中，传播方向是否发生变化？如何变化？
提出问题：
猜想：
光从空气进入水中，光线会发生偏折。可能向上或者向下偏折。
探究光折射时的特点
一、光的折射
设计实验：
如何知道光路是否发生偏折，如何比较角度的大小？需要什么实验器材？
测量一次数据够吗？如何得到多组数据？
一、光的折射
进行实验：
使一束光从空气以不同的角度射入水中（或其他介质），观察光束在空气中和水中的径迹。从其他介质射入空气中呢？
一、光的折射
实验记录：
入射光线
入射角
法线
空气
界面
O
折射角
折射光线
水（其他介质）
i
r
光的折射：光由一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折的现象。
一、光的折射
空气—水 ∠i ∠r 水—空气 ∠i ∠r
1 1
2 2
3 3
实验记录：
一、光的折射
实验结论：
光的折射规律：
1.光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角(从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角)。
空气角大，入大折大，垂射不变向。
2.当入射角增大时，折射角也增大。
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。
一、光的折射
思考：你还记得光的反射定律的内容吗？
三线共面，两线分居，两角相等。
光的折射也符合三线共面吗？你能根据之前的实验设计验证方法吗？
一、光的折射
进行实验：
将纸板向前或者向后折，在纸板上还能看见反射光吗？什么时候才能看见反射光呢？
一、光的折射
实验结论：
1.折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
2.折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
三线共面，两线分居。
一、光的折射
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。
一、光的折射
例
观察水边风景照片，总会发现“倒影”部分比景物本身暗一些，这是由于( )
A. 冲洗照片质量有问题
B. 光线被反射掉一部分
C. 眼睛的一种习惯性感觉
D. 入射到水面的光线有一部分折射入水中
例
D
一、光的折射
思考：折射现象中，光路可逆吗？该如何验证呢？
演示实验：
在折射现象中，光路可逆。
一、光的折射
光的反射 光的折射
三线关系
两角关系
垂直照射
光路
光路可逆
空气角大
同增同减
两角相等同增同减
三线共面两线分居
三线共面两线分居
光路可逆
原路返回
不改变方向
一、光的折射
i
r
因为河底反射的光由____斜射入______时，在水面发生______，折射光线______法线，人眼逆着折射光线看过去，看到的是河底的____像，像在河底的____方，所以河底变浅了。
水
空气
折射
远离
虚
上
二、光的折射现象
思考：你能解释铅笔为什么折断了吗？
法线
二、光的折射现象
思考：渔民用鱼叉叉鱼应该叉鱼的哪个位置？
二、光的折射现象
A
A1
思考：在水中看岸上的物体，物体和实际相比是怎样的？
二、光的折射现象
思考：为什么会出现错位现象呢？
画出一束光线斜穿过一块玻璃的光路图。
玻璃
空气
二、光的折射现象
S
S′
太阳光经过大气层到达地球，光线发生了弯折。
二、光的折射现象
小明站在池水旁观赏游鱼，恰好看见一架飞机飞过，如图所示，分别用A代表小明的眼睛、B代表看到的鱼、C代表看到的飞机，请画出小明看见鱼和飞机的光路图，并用“D”大致标出鱼在池水里的实际位置。
(保留必要的作图痕迹)
例
如图：
二、光的折射现象
海市蜃楼
科学世界——海市蜃楼
1. 成语是汉语中的一种独特的表达方式，
意思精辟，结构紧密，是中华文化中一颗璀璨的明珠。下列
成语中，能用光的折射知识解释的是( )
D
A. 杯弓蛇影 B. 立竿见影
C. 镜花水月 D. 海市蜃楼
【点拨】杯弓蛇影和镜花水月，属于平面镜成像，是光的反射
现象，故 不符合题意；立竿见影，是光的直线传播现象，故
B不符合题意；海市蜃楼是由光的折射形成的，故D符合题意。
返回
2. 观察光从空气斜射到空气与水的交界面
时，入射光线、折射光线与法线的位置关系，图中正确的是
( )
C
A. B. C. D.
【点拨】光从空气斜射入水中时，折射光线与入射光线分居
法线两侧，并且折射角小于入射角，故 不符合题意，C
符合题意。故选C。
返回
3.如图，研究光的折射现象时，
做了两个实验，对比两图，请
写出你的两个发现：
（1）_____________________
__________________________
_______；
光从空气中斜射入水中或玻璃中时，折射角总是小于入射角
（2）_______________________________________________
_____________________________________。
光从空气中斜射入水中或玻璃中时，入射角相同，折射角的大小与介质种类有关（合理即可）
返回
（第4题）
4.如图所示是光射进不均匀大
气层所发生的光的______现象，
夜晚看到的星星，实际上是星
星的____（填“虚”或“实”）像。
“后羿射日”的神话里，假如后
羿射的箭飞行路径是笔直的，
折射
虚
偏视线下方
那么后羿要能射到日，一定要____________（填“偏视线上方”
“沿着视线方向”或“偏视线下方”）把箭射出。
返回
5.如图所示， 是小妮在池中看到的“鲤鱼”，请你帮她补充看
到“鲤鱼”的完整光路。她用激光笔从 点向___（填字母）
处射出光束，即可把池中的真鲤鱼照亮。
（第5题）
【解】如图所示
错填 ，错误原因是对光的折射规律理解不透，将
此题与叉鱼类比，向看到的鱼的下方叉下去，才能叉到鱼。
误认为用激光笔从点向看到的下方 处射出光束，才能把
鲤鱼照亮。
返回
6.如图所示，一束光垂直射到玻璃砖的一个面上。请你在图中
作出这束光进入玻璃砖内的径迹和离开玻璃砖后的大致径迹。
【解】如图所示。
返回
光的折射
光的折射规律
空气角大，入大折大，垂射不变向，三线共面，两线分居。
光路的可逆性
生活中的折射现象
概念
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折
在折射现象中，光路可逆
课堂小结
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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