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　　　　　　　　　　　　第4节　光的折射
1.(重点)通过探究理解光的折射规律。 2．能利用光的折射定律解释生活中的相关现象。
1．光的折射
(1)光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫作光的折射。
(2)当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于(选填“大于”“小于”或“等于”)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中或玻璃中时，传播方向不变。
(3)在折射现象中，光路可逆(选填“可逆”或“不可逆”)。
2．生活中的折射现象
“潭清疑水浅”是光的折射现象。“疑水浅”是指站在岸边向水底看，觉得水底比实际的浅(选填“浅”或“深”)一些。有经验的渔民知道在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。“海市蜃楼”是远处物体发出的光在射向空气的过程中，由于空气疏密不均匀而发生折射产生的现象。
重难突破
1．光的折射规律
(1)正确理解入射角、折射角。在具体应用中常误认为入射光线、折射光线与折射面的夹角是入射角、折射角。
(2)叙述规律内容时不能说成“入射角小于(或大于)折射角”。先有入射角后有折射角，折射角因入射角的存在而存在。
(3)当光垂直入射时，入射角为0度，反射角也是0度，即折射光线、入射光线、法线三线重合，入射光线与折射光线方向相同，光线传播方向不变，但是光的传播速度发生改变。
(4)当入射角改变时，折射角也改变。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小(但二者改变的幅度不同)。
(5)折射与反射同时发生。
【典例1】如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)，其中________是界面，入射光线是________，折射光线是________，反射角的度数为________，界面____(选填“左”“右”“上”或“下”)侧为空气。
解析　由图可知，∠BOE＝60°，所以∠COE＝30°，而∠COF＝30°，根据反射角等于入射角，所以CD为法线，AB为界面，而折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OG一定为折射光线，EO为入射光线，OF为反射光线。反射角为∠COF＝30°。光从其他透明介质中斜射到空气中时，折射角大于入射角，所以界面右侧为空气。
答案　AB　EO　OG　30°　右
2．用光的折射规律解释生活中的折射现象
(1)池水变“浅”：人能看到池底，是因为有光从池底射入人的眼睛，如图所示，从池底的一点A射向空气的光线，在水面发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，觉得是从水中的A′点射来，眼睛看到的是A点的虚像A′；A′在A的上方，所以看起来池底升高，池水变浅了。
(2)水中的物体位置变高：鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚，看到的位置比鱼的实际位置要高，有经验的渔民在叉鱼的时候，不把叉对准所看到的鱼的位置，而是对着稍低于所看到的鱼的位置叉去，才能叉到鱼。
(3)插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断，水中的部分看起来向上折了。
【典例2】
防溺水主题班会上，班主任提醒学生“池水看起来比实际的浅，大家切莫擅自下水”。请画出人眼看到池底A的光路图(图中A′是人眼看到的池底A的像)。
解析　当折射光线射入人眼时，人眼有光沿直线传播的经验，认为池底A在折射光线的反向延长线上的A′处，人看到的是池底A的虚像；由题意可知，像在A′处，池底A在像A′的下面，眼睛在B处；先连接B、A′两点，与水面交于O点，则O为入射点；连接AO，标上箭头为入射光线，则OB为折射光线，并标上箭头，如图所示。
答案　见解析
随堂练习
知识点一　光的折射
1．下列关于光现象的描述，其原理与其他三个不同的是(　D　)
A．海市蜃楼　　　　 B．潭清疑水浅
C．看河中鱼在游动 D．日食
2．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点____(选填“左”或“右”)侧，打开水槽底部水龙头缓慢放水，在水未放干之前，随着水位下降，折射角将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】左　不变
【解析】水槽内没有注水时，光沿直线传播，照射到O点；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，折射光线偏向法线，因此水槽底部光斑移动到O点的左侧。打开水槽底部水龙头缓慢放水，水面下降，入射光线的方向不变，因此入射光线在水面的入射角不变，折射角不变。
3．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，其中________是入射光线，折射角为________度。
【答案】CO　60
4．如图所示，人在水中看岸上的物体A，A′为人看到的物体的像，作出人看到像的光路图。
【答案】如图所示
知识点二　生活中的折射现象
5．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币(图甲)，往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了(图乙)。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是(　D　)
　
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A．①③　　　　　　 B．①④
C．②③ D．②④
6．(生活情境)小华陪爷爷去公园里观赏鱼，看到了湖里游动的小鱼和岸上路灯在水中的倒影，根据这个情境回答如下问题：小华看到“鱼”的位置比实际位置____(选填“高”或“低”)了，若小华将手电筒光对着看到的“鱼”射入，______(选填“能”或“不能”)照亮鱼；如果路灯到水面的距离是6 m，湖水深2 m，则路灯的像到路灯的距离是________m。
【答案】高　能　12
基础巩固
1．下列能正确描述人在岸上看到水中A点鱼的光路图是(　D　)
2．(跨学科)下列诗词中涉及的物理知识正确的是(　D　)
A．“一石击破水中天”，其中“天”是由光的折射形成的虚像
B．“潭清疑水浅”，其中“水浅”是由于光的反射形成的
C．“水皆缥碧，千丈见底，游鱼细石，直视无碍”，其中“游鱼细石”是由光的反射形成的虚像
D．“起舞弄清影，何似在人间”，其中“影”是由光的直线传播形成的
3．如图所示，人眼在岸上M点看到水中P点有一条“小鱼”。若从M点射出一束光，使光能照射到真实的小鱼，该束光应射向(　A　)
A．P点 B．P点的下方
C．P点的左方 D．P点的上方
4．(古代典籍)《康熙几暇格物编·蒙气》中记载：“正如置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”其中“及盛满水时，则钱随水光而显现矣”所描述的是光的________(选填“反射”或“折射”)现象。
【答案】折射
5．如图所示，一束光从O点射入水中，在池底A形成光斑，请画出此时的折射光线和入射光线的大致位置。
【答案】如图所示
能力达标
6．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是(　B　)
A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大
B．保持激光射入的角度不变，使水面上升
C．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移
D．保持激光射入的角度不变，使水面下降
【解析】保持水面高度和入射点不变，使激光的入射角增大，激光束远离法线时，折射角随之变大，光斑会向右移动，故A不符合题意。保持激光射入的角度不变，使水面上升，如图所示：
入射点向左移动，则光斑向左移动；同理使水面下降，入射点向右移动，则光斑向右移动，故B符合题意，D不符合题意。保持水面高度不变，使激光笔向右平移，则入射光线和折射光线都向右平移，所以光斑右移，故C不符合题意。
7．地球的自转让我们每天都能看到“日出”和“日落”现象，我们看到的“日出”并非太阳的实际位置，而是太阳的像，如图所示，太阳的实际位置在图中____(选填“甲”或“乙”)位置。假如地球表面不存在大气层，则“日出”的时间相比现在是________(选填“提前”或“推迟”)了。
【答案】乙　推迟
【解析】由于大气分布不均匀，下部空气密度大，上部空气密度小，太阳发出的光在不均匀的空气中传播时发生折射，折射光线不断向下偏折，我们逆着折射光线看去所看到的太阳位置比实际位置高，太阳实际在图中的乙位置，我们看到的“日出”是由于光的折射而形成的太阳的虚像。若没有大气层，由于光在真空中沿直线传播，太阳在地平线以下，处在地球上的人看不到太阳，则日出时间将推迟。
8．如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于A、B位置，在C点的人看到它们在水中的像A′和B′恰好重合。
(1)画出小鸟在水中的像A′的位置和人眼看到小鱼的光路图。
(2)小鸟向下俯冲的过程中，它在水中的像大小将________，小鸟的像到水面的距离将________。
(3)水中的小鱼透过水面看到岸上的人是变______(选填“高”或“矮”)的______像。
【答案】(1)如图所示
(2)不变　变小
(3)高　虚　　　　　　　　　　　　4.4　光的折射
1．光的折射
(1)光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生 ，这种现象叫作光的折射。
(2)当光从空气斜射入水中或玻璃中时，折射光线向 方向偏折，折射角 (选填“大于”“小于”或“等于”)入射角。当入射角增大时，折射角也 。当光从空气垂直射入水中或玻璃中时，传播方向 。
(3)在折射现象中，光路 (选填“可逆”或“不可逆”)。
2．生活中的折射现象
“潭清疑水浅”是光的 现象。“疑水浅”是指站在岸边向水底看，觉得水底比实际的 (选填“浅”或“深”)一些。有经验的渔民知道在叉鱼时，只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。“海市蜃楼”是远处物体发出的光在射向空气的过程中，由于空气疏密不均匀而发生 产生的现象。
重难突破
1．光的折射规律
(1)正确理解入射角、折射角。在具体应用中常误认为入射光线、折射光线与折射面的夹角是入射角、折射角。
(2)叙述规律内容时不能说成“入射角小于(或大于)折射角”。先有入射角后有折射角，折射角因入射角的存在而存在。
(3)当光垂直入射时，入射角为0度，反射角也是0度，即折射光线、入射光线、法线三线重合，入射光线与折射光线方向相同，光线传播方向不变，但是光的传播速度发生改变。
(4)当入射角改变时，折射角也改变。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小(但二者改变的幅度不同)。
(5)折射与反射同时发生。
【典例1】如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面同时发生反射和折射(图中入射光线、反射光线和折射光线的方向均未标出)，其中________是界面，入射光线是________，折射光线是________，反射角的度数为________，界面____(选填“左”“右”“上”或“下”)侧为空气。
2．用光的折射规律解释生活中的折射现象
(1)池水变“浅”：人能看到池底，是因为有光从池底射入人的眼睛，如图所示，从池底的一点A射向空气的光线，在水面发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，觉得是从水中的A′点射来，眼睛看到的是A点的虚像A′；A′在A的上方，所以看起来池底升高，池水变浅了。
(2)水中的物体位置变高：鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚，看到的位置比鱼的实际位置要高，有经验的渔民在叉鱼的时候，不把叉对准所看到的鱼的位置，而是对着稍低于所看到的鱼的位置叉去，才能叉到鱼。
(3)插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断，水中的部分看起来向上折了。
【典例2】
防溺水主题班会上，班主任提醒学生“池水看起来比实际的浅，大家切莫擅自下水”。请画出人眼看到池底A的光路图(图中A′是人眼看到的池底A的像)。
随堂练习
知识点一　光的折射
1．下列关于光现象的描述，其原理与其他三个不同的是(　)
A．海市蜃楼　　　　 B．潭清疑水浅
C．看河中鱼在游动 D．日食
2．如图所示，一支固定好的激光笔向空水槽底部固定点O打出一束激光。向水槽内加水使水面上升至A点，此时光斑在O点____(选填“左”或“右”)侧，打开水槽底部水龙头缓慢放水，在水未放干之前，随着水位下降，折射角将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
3．如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播时同时发生反射和折射的光路图，其中________是入射光线，折射角为________度。
4．如图所示，人在水中看岸上的物体A，A′为人看到的物体的像，作出人看到像的光路图。
知识点二　生活中的折射现象
5．陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币(图甲)，往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了(图乙)。关于“看不见”和“又看见了”两种情况，下列分析正确的是(　)
　
①“看不见”是由于硬币没有反射光
②“看不见”是由于硬币反射的光没有到达眼睛
③“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的反射到达眼睛
④“又看见了”是由于硬币反射的光通过水面的折射到达眼睛
A．①③　　　　　　 B．①④
C．②③ D．②④
6．(生活情境)小华陪爷爷去公园里观赏鱼，看到了湖里游动的小鱼和岸上路灯在水中的倒影，根据这个情境回答如下问题：小华看到“鱼”的位置比实际位置____(选填“高”或“低”)了，若小华将手电筒光对着看到的“鱼”射入，______(选填“能”或“不能”)照亮鱼；如果路灯到水面的距离是6 m，湖水深2 m，则路灯的像到路灯的距离是________m。
基础巩固
1．下列能正确描述人在岸上看到水中A点鱼的光路图是(　)
2．(跨学科)下列诗词中涉及的物理知识正确的是(　)
A．“一石击破水中天”，其中“天”是由光的折射形成的虚像
B．“潭清疑水浅”，其中“水浅”是由于光的反射形成的
C．“水皆缥碧，千丈见底，游鱼细石，直视无碍”，其中“游鱼细石”是由光的反射形成的虚像
D．“起舞弄清影，何似在人间”，其中“影”是由光的直线传播形成的
3．如图所示，人眼在岸上M点看到水中P点有一条“小鱼”。若从M点射出一束光，使光能照射到真实的小鱼，该束光应射向(　)
A．P点 B．P点的下方
C．P点的左方 D．P点的上方
4．(古代典籍)《康熙几暇格物编·蒙气》中记载：“正如置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”其中“及盛满水时，则钱随水光而显现矣”所描述的是光的________(选填“反射”或“折射”)现象。
5．如图所示，一束光从O点射入水中，在池底A形成光斑，请画出此时的折射光线和入射光线的大致位置。
能力达标
6．有一圆柱形敞口容器，从其左侧某一高度斜射入一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示。下列操作将使光斑向左移动的是(　)
A．保持水面的高度和入射点不变，使激光的入射角增大
B．保持激光射入的角度不变，使水面上升
C．保持水面的高度不变，使激光笔向右平移
D．保持激光射入的角度不变，使水面下降
7．地球的自转让我们每天都能看到“日出”和“日落”现象，我们看到的“日出”并非太阳的实际位置，而是太阳的像，如图所示，太阳的实际位置在图中____(选填“甲”或“乙”)位置。假如地球表面不存在大气层，则“日出”的时间相比现在是________(选填“提前”或“推迟”)了。
8．如图所示，平静水面上方的小鸟和水中的小鱼分别位于A、B位置，在C点的人看到它们在水中的像A′和B′恰好重合。
(1)画出小鸟在水中的像A′的位置和人眼看到小鱼的光路图。
(2)小鸟向下俯冲的过程中，它在水中的像大小将________，小鸟的像到水面的距离将________。
(3)水中的小鱼透过水面看到岸上的人是变______(选填“高”或“矮”)的______像。

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