资源简介

(共41张PPT)
第四章 光现象
第4节 光的折射
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
理解光的折射现象，掌握光从空气射入其他介质以及从其他介质射入空气时的折射规律。
02
科学思维
能运用折射规律解释生活中的折射现象，通过分析、推理等方法解决与光折射相关的实际问题。
03
科学探究
经历探究光的折射规律的实验过程，学会设计实验方案、收集实验数据、分析实验结果，培养科学探究能力。
04
科学态度与责任
养成实事求是的科学态度，认识到科学技术对社会发展的重要作用，增强将科学知识应用于生活和社会的意识。
教学重难点
教学难点
教学重点
1.光的折射规律的探究与理解。
2.运用光的折射规律解释生活中的相关现象。
1.光从一种介质斜射入另一种介质时，折射角与入射角大小关系的理解及应用。
2.用光的折射知识解释自然现象，如“筷子弯折”、“池水变浅”等。
观看视频并回答问题：
为什么刚好在看不到硬币处向碗中加水后，就能看到硬币了呢？
课堂引入
视频：神奇的硬币
加水前
加水后
课堂引入
今天我们一起来学习光的折射后，便知道了其中的道理了。
视频：泳池断头术
01
知识点1 光的折射
知识点1：光的折射
探究新知
光在同一种均匀介质中沿直线传播，如果光从一种介质进入另一种介质，情况又会怎样呢？让我们通过实验来研究。
1. 光的折射
情景描述：这束光在分界面分成两部分，一部分被界面反射回空气，另一部分进入水中，发生了偏折。
演示实验：光从空气斜射入水中
提示：在空气中喷烟雾，在水中滴入几滴牛奶能更好的显示光线。
视频：光从空气斜射入水中
知识点1：光的折射
探究新知
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫作光的折射（refraction）。
2. 光的折射概念及理解
(1)当光斜射到两种介质的分界面时，一部分光进入新介质发生折射，还有一部分光发生反射返回原介质中，这两者是同时发生的。
(2)当同种介质不均匀时，光在其内部传播也会发生折射。例如，研究光的直线传播时，使激光射入不均匀糖水，传播路径会弯曲，这实际上是折射导致的。
知识点1：光的折射
探究新知
3. 基本概念：一点、二角、三线
α
γ
B
空气
水（玻璃）
N
N′
A
O
M
M′
（1）入射点：入射光线与界面的交点O.
（2）入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO.
（3）折射光线：进入另一种介质的光线OB.
（4）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN'.
（5）入射角：入射光线与法线的夹角α.
（6）折射角：折射光线与法线的夹角γ.
4. 实验：探究光的折射特点
探究光的折射特点
【实验器材】
光源、水槽、水、一个可折叠的背景屏和一块玻璃砖。
【实验步骤】
（1）实验装置如图所示。向水槽中注水，使水面恰好通过背景屏的圆心O.
（2）将一束光从空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。从垂直于水面入射开始，逐次增大入射角，观察折射角变化并比较折射角与入射角的大小关系。
提示：折射光线、入射光线、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）
知识点1：光的折射
探究新知
（3）使一束光从水中经圆心O射入空气中，逐次改变入射角，比较折射角和入射角的大小。
（4）换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次。
（5）如果让光逆着折射光线的方向从水或玻璃射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光线就逆着原入射光线的方向射出。
提示：折射角大于入射角
提示：光路是可逆的
知识点1：光的折射
探究新知
假设一束光从空气射入玻璃砖，再从它的另一侧射出。光在经过两个界面时分别向哪个方向偏折？试一试。
光射入玻璃砖中
视频：光射入平行板玻璃砖中
光经过第一个界面时，折射光线向法线方向偏折；光经过第二个界面时，折射光线偏离法线方向。最终射出的光线将与入射光线平行。
知识点1：光的折射
探究新知
视频演示——《探究光的折射时的特点》
知识点1：光的折射
探究新知
【实验结论】
（1）当光从一种介质斜射入另一种介质时，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两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。
（2）光垂直介质表面入射时，折射角等于零。
巧记：光的折射特点
三线一面、法线居中、变化一致、空气角大、光路可逆。
（3）当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角。
知识点1：光的折射
探究新知
5. 从三点理解光的折射特点
(1)明确入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线、法线的含义，特别是法线，它是过入射点且垂直于分界面的直线，它是作图时画入射角和折射角的参照标准。
(2)折射角随入射角的增大而增大，但不成正比，叙述时应先说折射角后说入射角。
(3)当光垂直射到界面时，如图所示，光的传播方向不发生改变，此时折射光线、入射光线、法线重合，折射角、入折射光线时角都为0°.
入射光线
折射光线
空气
水
知识点1：光的折射
探究新知
知识点1：光的折射
探究新知
【典例1】如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生反射和折射现象，下列说法正确的是（　　）
A．EO是入射光线，入射角等于60°
B．CD是法线，FO是折射光线
C．是折射角，折射角等于45°
D．AB是界面，AB右侧是空气
【详解】由图可知，，所以，由此可知
因反射角等于入射角，则可知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，折射角为
此时的折射角大于入射角，所以AB的左侧为玻璃，右侧为空气。综上所述，故D正确，ABC错误。
D
知识点1：光的折射
探究新知
6. 光的折射作图
(1)要借助工具作图，作图一定要规范。
(2)实际光线画实线，辅助线画虚线。
(3)光线要带箭头，入射光线与折射光线之间不要断开。
(4)作图时应先过入射点作出法线（虚线），当光从空气斜射入玻璃或水等其他介质时，折射角小于入射角；反之，则折射角大于入射角。
知识点1：光的折射
探究新知
【典例2】光从空气斜射入玻璃砖，请在图中画出光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的两条折射光线的大致位置。
解析：由空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角,可大致做出此时的折射光线，光线在玻璃中沿直线传播，之后离开玻璃，此时的入射角等于第一次的折射角，则光线进入空气中时的折射角等于第一次的入射角,作图如下：
02
知识点2 生活中的折射现象
1. 现象探究：折射引起的光学现象
（1）从岸上看水中的物体
池底实际位置S
虚像S′
我们能够看见物体是由于物体表面有光射入我们的眼睛里。
假设水中A点射出的两条光线经折射后射入人眼，眼睛会自动沿着折射光线的反向延长线去寻找物体的虚像S'，所以我们会觉得光好像是从虚像S'射入我们眼睛里的，因此我们会觉得水中的物体变浅了。
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
（2）从水中看岸上的物体
若从水中观察岸上的物体，假设物体M射出的两条光线经折射后射入人眼，眼睛会自动沿着折射光线的反向延长线去寻找物体的虚像M'，所以我们会觉得光好像是从虚像M'射入我们眼睛里的，因此我们会觉得岸上的物体变高了.
虚像 M′
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
2. 常见的折射现象
杯中的筷子“断了”
杯中的筷子错位
池清水浅
海市蜃楼
空中彩虹
三棱镜色散
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载，宋代大诗人苏轼在《登州海市》的诗中也描述过海市蜃楼的奇观。可见，海市蜃楼是一种不算少见的自然现象。
思考:海市蜃楼是怎样发生的？
科学世界:海市蜃楼
我们已经知道，光在同种均匀的介质中沿直线传播。如果介质疏密不均，光就不会沿直线传播，而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
夏天，较热的空气笼罩海面，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面，进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去，就看见了远处的物体。
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
海市蜃楼的成因
视频：海市蜃楼
知识点2：生活中的折射现象
探究新知
【典例3】星期天，小明陪着爷爷坐船去河里学习捕鱼，如图所示，请回答下列问题：
问题：（1）小明如果对准从岸上看到的鱼叉下去，能否叉到鱼？
回答： ；
（2）这里面用到了什么物理知识？
回答： 。
不能
光的折射
01
课堂小结
课堂小结
探究新知
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。
当光从一种介质斜射入另一种介质时，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两侧；入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）。
①从空气看水中物体：池底变浅、筷子“折断”等。
②从水中看岸上物体会升高。
③海市蜃楼：是光在不均匀的空气中传播时，传播方向
发生改变，产生的折射现象。
折射现象
折射规律
光的折射
光的折射
02
课堂练习
课堂练习
探究新知
1．中国古诗词不仅文字优美、意境高远，还蕴含着丰富的科学知识。下列四幅图与诗句“溪边照影行，天在清溪底”涉及的光现象相同的是（ ）
B
A．日晷计时 B．楼台倒影 C．筷子弯折 D．林间光斑
课堂练习
探究新知
2．如图所示，一束单色光从空气斜射到某液面上，与液面的夹角为30°，反射光线与折射光线的夹角为90°。下列说法正确的是（ ）
B
A．∠AOM是入射角，入射角为30°
B．OC是折射光线，折射角为30°
C．∠M'OC是反射角，反射角为60°
D．OB是反射光线，反射角为30°
课堂练习
探究新知
3．下列现象中属于光的折射现象的是（　　）
①小孔成像 ②影子的形成
③池水看起来比实际浅 ④日食和月食
⑤黑板的“反光”现象
⑥叉鱼时，要把叉对准稍低于所看到的鱼的位置叉去才能叉中鱼
A．①④ B．③⑤ C．③⑥ D．②④
C
课堂练习
探究新知
4．如图中，哪一幅图正确表示了光从空气进入水中的光路（　　）
B
课堂练习
探究新知
5．一束光从空气斜射入玻璃，同时在玻璃表面发生反射。当入射角逐渐减小时（　　）
A．反射角也逐渐减小，折射角保持不变
B．反射角和折射角都逐渐增大
C．反射角也逐渐减小，折射角逐渐增大
D．反射角和折射角也随之减小，且反射角总与入射角相等，折射角始终比入射角小
D
课堂练习
探究新知
6．如图所示，来自地平线以下远处物体的光，由于光的 而发生弯曲，进入了观察者的眼睛，观察者看到的是建筑物的 （选填“实像”或“虚像”）。
折射
虚像
课堂练习
探究新知
7．游泳是一项有益身心健康的运动，同时也存在安全隐患。如图所示，某游泳馆救生员发现，由于泳池边缘的阻挡，池底有一块视觉盲区监管不到。请在图中画出一条从池底盲区边缘处射入救生员眼睛的光线。
课堂练习
探究新知
8．某同学在河边A处看水中的一颗鹅卵石，如图所示水中的两点分别是他看到的像的位置和鹅卵石的真实位置B，如果他想在A处用激光笔照亮水中的鹅卵石，请画出用激光笔恰好能照射到水中鹅卵石的光路图。
课堂练习
探究新知
9．冬天，小明往玻璃杯中倒入热水，发现杯口出现了大量的“白气”；过一会儿，小明将一支铅笔插入杯中，发现铅笔好像在水面“折断”了，如图所示。请你解释这两种现象产生的原因。
【详解】“白气”是由温度较高的水蒸气遇冷液化形成的小水珠；笔在水面“折断”是因为光从水中斜射入空气中时，在水面发生折射，折射光线向远离法线的方向偏折，眼睛逆着折射光线看到的是铅笔变高的虚像，所以铅笔看起来好像在水面“折断”了。
课堂练习
探究新知
10．学生溺水死亡在学生突发危险事件中占很大比例，每年暑假前，芝罘区各学校在防溺水方面都会多角度对学生进行安全教育。物理教师也通过播放视频，结合一些奇妙的现象，引导孩子们透过现象看本质，不能过于相信眼睛看到的而莽撞行事带来危险：
（1）河水看起来没那么深，跳下去后竟然没过了头顶；
（2）站在河边，看着流动的河水，突然间感觉原本静止的自己不断地在向上游运动；
请你针对这两个现象概括提出两个问题并用对应的物理知识对问题进行解释。
课堂练习
探究新知
【详解】（1）为什么河水实际很深看起来会“变浅”？河底反射的光线从水中斜射入空气时发生折射，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，看到的是河底变高的虚像，所以就会觉得河水变浅；
（2）为什么会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动？站在河边，看着流动的河水，以河水为参照物，人和河水的位置发生了变化，就会感觉原本静止的自己不断地在向上游运动。
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业：“练习与应用”
自主安排
配套同步分层作业
谢谢聆听
谢谢聆听

展开更多......

收起↑