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第4节　光的折射
学习目标
1. 知道光的折射现象（光从一种介质斜射入另一种介质时传播方向改变），能识别生活中的折射现象；
2. 掌握光的折射规律（三线共面、两线分居、空气→水/玻璃折射角小于入射角、光路可逆）；
3. 能解释池水变浅、筷子弯折、渔民叉鱼、海市蜃楼等折射现象；
4. 会用折射规律作图，判断折射光线位置，分析折射角与入射角的关系。
课前·自主预习
一、光的折射
阅读教材,完成下列问题。
1.在碗中倒入适量的水,斜插入一根直筷子,你观察到的现象是________。
2.光由一种介质斜射入___________时,传播方向会发生___________,这种现象叫作光的折射。
二、生活中的折射现象
阅读教材,完成下列问题。
1.我们都知道,有经验的渔民只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到,这是因为_________________________。
2.海面上出现海市蜃楼奇观,海市蜃楼产生的原因是________。
课堂·互动理解
一、光的折射
光的折射规律。
1.三线共面:折射光线、入射光线和法线都在同一平面内。
2.两线分居:折射光线、入射光线分居法线两侧。
3.两角关系。(1)光从空气斜射入水中或玻璃中时,折射角小于入射角。(2)光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角。(3)入射角增大时,折射角会随之增大。(4)光从空气垂直射入水中或玻璃中时,传播方向不变。
4.在折射现象中,光路可逆。
跟踪练习1
小明利用右图所示的装置探究光的折射规律,其中竖直放置的光屏可以绕轴NN′折转。实验时,让激光笔发射的一束激光沿着光屏E斜射到水面O点。下列说法错误的是(　　)
A.光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角也随之增大
B.多次改变入射角的大小进行实验,是为了求平均值减小实验误差
C.将光屏F向后折转一定角度,则在光屏F上不能看到折射光线
D.为了更清晰地观察空气和水中的光路,可在空气中喷些烟雾,水里滴些牛奶
二、生活中的折射现象
池水变浅、海市蜃楼、水中的筷子变弯折、渔民叉鱼时要对准鱼的下方才能叉到鱼等。
跟踪练习2
下面是小明观察到的几个现象,属于光的折射现象的是(　　)
课后·知能演练
基础巩固
1.关于探究光的折射规律的实验,下列说法错误的是(　　)
A.为了使实验现象更明显,实验可在较暗环境中进行
B.光从空气斜射入水中,折射光的亮度比入射光弱
C.当入射光线垂直于分界面时,折射角为90°
D.我们可以用光的折射规律来解释“海市蜃楼”和“三日同辉”等自然现象
2.一束光从水里斜射入空气中,若入射角是30°,则折射角可能是(　　)
A.0° B.15°
C.30° D.40°
3.渔民用激光枪射鱼,应该使激光对准(　　)
A.看到的鱼 B.看到的鱼的上方
C.看到的鱼的下方 D.看到的鱼的左上方
4.(多选)下列光现象中,可以用光的折射解释的是(　　)
5.(2025·四川宜宾中考)长江十年禁渔的政策实施以来,长江里的鱼儿越来越多。在一段清澈的江水中游来游去的鱼儿,看见岸上的“人”会比实际的人更　　　　(选填“高大”或“矮小”),这是因为光发生了　　　　现象。
6.如图所示,MN为空气和玻璃的分界面,在大致位置作出AO的折射光线。
能力提升
7.小强在探究光的折射实验中,让一束光射向空气与玻璃的分界面MN,右图是他画的光路草图,则下列说法正确的是(　　)
A.入射角为40° B.折射角为30°
C.反射角为60° D.介质甲是空气
8.一束光从空气中斜射向玻璃砖并穿过,光路如图所示,则四个角的大小关系正确的是 (　　)
A.α1=α2　　　　 B.α1<θ1
C.θ1=θ2 D.α2<θ2
9.(2025·福建中考)在图中,画出入射光线的反射光线和折射光线的大致位置。
思维拓展
10.创新实验小组探究光从空气斜射入透明介质中时,折射角大小与哪些因素有关。
【猜想假设】猜想一:折射角大小与入射角大小有关。
猜想二:折射角大小与介质种类有关。
【设计实验】让激光束从空气中以不同角度斜射入不同透明介质中,记录入射角和折射角。
【进行实验】图甲是某次实验情形,此次实验入射角的大小是　　　　。
【分析论证】同学们记录的实验数据如下表。
实验序号 介质种类 入射角 折射角
1 水 60° 40.5°
2 透明树脂 60° 35.3°
3 透明树脂 45° 28.1°
4 透明树脂 30° 19.5°
5 重火石玻璃 60° 31.7°
分析序号为　　　　的三次实验数据可得初步结论:光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而　　　　。分析序号为　　　　的三次实验数据可知,猜想二是　　　　(选填“正确”或“错误”)的。
【交流评估】图甲、乙两种组装器材的方式中,你认为更合理的是　　　　,理由是此种组装方式能更方便地读出　　　　　　　　　　　　。
参考答案
课前·自主预习
一、1.筷子发生了弯折。2.另一种介质;改变。
二、1.看到的鱼并非实际的鱼。2.光的折射。
课堂·互动理解
跟踪练习1：B。解析:光从空气斜射入水中,折射角随入射角的增大而增大,故A正确。多次改变入射角的大小进行实验是为了避免实验的偶然性,得到普遍规律,故B错误。折射光线和入射光线在同一平面内,当F向后折转一定的角度后,则F和E不在同一平面内,所以在F上不能看到折射光线,故C正确。烟雾和牛奶小颗粒会使光发生漫反射,便于观察光在空气和水中的传播路径,故D正确。
跟踪练习2：C。解析:凉亭在水中的倒影,属于光的反射现象,故A不符合题意。树荫下形成圆形光斑是小孔成像,是由光的直线传播形成的,故B不符合题意。筷子好像在水面处向上弯折,属于光的折射现象,故C符合题意。阳光下鸽子的影子,是由光的直线传播形成的,故D不符合题意。
课后练习
1.C　解析:光线在较暗的环境中较清晰,故A正确。入射光经水面,一部分被反射,一部分被折射,因此折射光的亮度比入射光的弱,故B正确。当入射光线垂直于分界面时,折射光线、入射光线、法线三线重合,则折射角为0°,故C错误。海市蜃楼是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像,三日同辉是光在不均匀的大气层中不沿直线传播造成的,是折射现象,故D正确。
2.D　解析:由光的折射定律可知,光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角,由于入射角为30°,所以折射角应大于30°,故A、B、C选项都不符合题意,只有D选项符合题意。
3.A　解析:鱼反射的光线在水面处发生折射,折射光线进入眼睛,光的折射中光路是可逆的,从看到鱼的位置正对鱼照射,能把鱼照亮,所以渔民应瞄准看到的“鱼”开始射击。故选A。
4.BC　解析:日食形成的原理是光的直线传播,故A错误。海市蜃楼是光的折射现象,可以用光的折射解释,故B正确。水中腿变短了是光的折射现象,故C正确。湖面倒影是光的反射现象,故D错误。
5.高大　折射
解析:人反射的光由空气斜射入水中时,在水面处发生折射,折射角小于入射角,即折射光线靠近法线,鱼眼逆着折射光线的方向看去,看到岸上的“人”会比实际的人更高大一些。
6.如图所示
解析:先过入射点画出法线,根据光从玻璃射入空气时,折射光线和入射光线位于法线两侧,折射角大于入射角,在法线下方的空气画出折射光线的大致方向。
7.D　解析:根据题图中下方两个光线与水平线夹角相等,根据入射光线和反射光线具有对称性,下方是反射光线和入射光线,则上方光线为折射光线,折射角是90°-30°=60°;右下方的光线是入射光线,入射角为90°-40°=50°,反射角等于入射角为50°;由于折射角大于入射角,则上方甲是空气,故D正确,A、B、C错误。
8.D　解析:光线从空气中斜射入玻璃砖中,折射角小于入射角,则α1>θ1,光线从玻璃砖中斜射入空气中,折射角大于入射角,则α2<θ2,因两条法线是平行的,则由几何知识可知θ1=α2,所以α1>α2,θ1<θ2,由上可知,故D正确,A、B、C错误。
9.如图所示
解析:题图中法线已经画出,根据反射角等于入射角,在法线上侧的玻璃中作出反射光线;当光由玻璃斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角,在法线上侧的空气中作出折射光线。
10.【进行实验】30°
【分析论证】2、3、4　增大　1、2、5　正确
【交流评估】乙　入射角和折射角
解析:【进行实验】题图甲中,入射光线与法线的夹角就是入射角,为90°-60°=30°。
【分析论证】由题表中数据可得,要验证折射角大小与入射角大小有关,应控制介质种类不变,改变入射角大小,根据序号2、3、4可以得出光从空气斜射入某种透明介质中时,折射角随入射角的增大而增大。要验证折射角大小与介质种类有关,应控制入射角不变,改变介质种类,分析比较实验序号1、2、5数据可得,光从空气斜射入水、透明树脂、重火石玻璃中,当入射角一定时,折射角都不同,说明猜想二正确。
【交流评估】比较题中甲、乙两图发现题图甲法线指向90°,而题图乙法线指向0°,所以题图乙更方便地测出入射角和折射角。
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