八年级物理上册 4.1光的折射学案 （新版）苏科版.doc

光的折射【学习目标】1.知道光的折射现象，体验折射引起的错觉；2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律；3.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。【要点梳理】要点一、光的折射现象1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。2、基本概念： 概念定义图示入射光线照射到两种介质分界面的光线AO折射光线光进入另一种介质被折射后的光线OB法线过入射点且垂直于分界面的直线入射角入射光线与法线的夹角折射角折射光线与法线的夹角3、日常现象：（1）筷子“弯折”；（2）池水变浅；（3）海市蜃楼。 要点诠释：1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。如下图所示：2、在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。3、光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。要点二、折射的特点1、光的折射特点：（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）（2）折射光线和入射光线分别位于法线两侧；（两线分居）（3）入射角增大（或减小）时，折射角也随着增大（或减小）；（4）光垂直照射时，折射角等于零。2、两角关系：（1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0；（2）光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；（3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。（4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。要点诠释：1、光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。2、光的折射看到的是物体的虚像。【典型例题】类型一、光的折射1.一光线由空气斜射入水中，入射角为30，在水面上同时产生反射和折射，此时折射光线和反射光线之间夹角一定（）A小于30 B大于30小于60 C大于60小于120 D大于120小于150【答案】D【解析】由于入射角为30，所以反射角也等于30，由此可知反射光线与水面的夹角为60；光从空气斜射入水中，所以折射角小于入射角，即折射角小于30，那么折射光线与水面的夹角就大于60，且小于90。所以反射光线和折射光线的夹角最大要小于150，最小要大于120。【总结升华】题目考查了光的反射和光的折射两个知识点。解题时要明确入射光线、反射光线、折射光线三者之间的位置关系，根据光的反射规律和折射规律确定反射光线与水面、折射光线和水面的夹角。举一反三：【变式】如图所示，OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线，OA与水面夹角为60。下列关于入射角、折射角的说法中正确的是（）A=60、60 B=60、60 C=30、30 D=30、30【答案】C2.地球周围的大气层密度是不均匀的，越到高空越稀薄，太阳升起时太阳光穿过大气层时要发生 。因此，早晨我们看到初升的太阳是在它实际位置的 （填“上方”“下方”或“原位置”）而形成的 （填“实像”或“虚像”）。【思路点拨】根据光只有在同种均匀的介质中才沿直线传播，在不均匀的介质中传播路径会发生偏折；太阳光从稀薄的空气射入稠密的空气中时，折射光线向靠近法线来解答此题。【答案】折射；上方；虚像【解析】太阳光从太空进入大气层时，由于大气层的密度是不均匀的，会发生折射，折射光线靠近法线，我们逆着折射光线的方向看，看到初升的太阳比实际位置变高了的虚像，所以当我们看到太阳刚升起时，它的实际位置还在地平线以下，如下图所示。【总结升华】此题主要考查光的折射产生的自然现象，要会用物理知识解释自然现象。学习物理一定要密切的联系生活；要将学到的知识应用到生活中去。举一反三：【变式】如图所示，空杯底部放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯子里倒水，随着水面升高，将会看到 ，这是由于光线由水斜射入空气时，折射角 入射角。【答案】硬币；大于类型二、综合应用3.某校新建成一个喷水池，在池底的中央安装一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面升至a位置时，站在池旁的人看到亮斑的位置在P点；如果水面升至b位置时，人看到亮斑的位置在Q点，则（）AP点在S点的下方，Q点在S点的上方 BP点在S点的上方，Q点在S点的下方 CP点在S点的上方，Q点在S点的上方 DP点在S点的下方，Q点在S点的下方 【思路点拨】（1）光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播，从一种介质进入另一介质时，光的传播方向发生改变，产生折射现象；（2）水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；（3）水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角。【答案】A【解析】（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示：（2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下图所示：通过画图可知：P点在S点的下方，Q点在S点的上方。【总结升华】题目重点考查的是作反射光线和折射光线，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键。水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角。举一反三：【变式】图中的A、B两架飞机，一架是实际飞机，一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像，则： （填字母）是实际飞机，并作光路图示意。【答案与解析】如图飞机的光线由空气中斜射入水中时，在水面上发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入潜水艇观察者眼里，观察者逆着折射光线的方向看去，就会觉得飞机变高了，所以B架是实际飞机，A架是飞机的像。类型三、实验探究4.研究光进入玻璃和从玻璃进入空气时的传播规律。选用如图的圆盘形量角器作光屏，半圆形玻璃砖及激光器等器材。实验步骤如下：将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上，使二者的圆心重合；如图甲，将一束激光从A射向圆心O，激光在O处发生折射，射向B；读出入射角和折射角的大小，入射角大小为 度，折射角大小为 度；减小入射角再次实验，如图乙，从实验现象中可以得出的结论是 ，采用半圆形玻璃砖来进行实验的一明显的好处是 ；根据光路可逆原理，如果让光从半圆表面斜射入玻璃中，可能发生的情况是 ，此时一组可能的任意的入射角和折射角是： 度； 度。【答案与解析】入射角为AO与OO法线的夹角，此夹角为：45度；折射角为BO与OO法线的夹角，此夹角为：30度；故答案为：45度，30度。由图可知，当光线垂直于界面入射时，折射方向不变，故答案为：当光线垂直于界面入射时不发生折射；因半圆形的玻璃砖截面是水平的，便于测量角度的大小；故答案为：便于测量角度的大小。因当光从水中或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，故答案为：折射角大于入射角或完全被反射回来；30度；45度。【总结升华】总结光的折射规律的能力。光从空气斜射入其它介质时的折射规律，折射角小于入射角，并且折射角随入射角的增大而增大。举一反三：【变式】小刚同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律，他将一束光从空气射入水、玻璃后发生折射的实验数据记录于下表：（1）分析第1次的实验数据，结论是： 。（2）分析第2次至第4次的某次实验数据，结论是：光从空气斜射入水、玻璃中，当入射角一定时， 。（3）分析第2次至第4次的实验数据的变化，结论是：光从空气斜射入水、玻璃中时， 。【答案】（1）光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时，传播方向不变；（2）在玻璃中的折射角总是小于水中的折射角；（3）折射角总是小于入射角。