八年级物理光的折射、光的色散上海科技版知识精讲.doc

初二物理光的折射、光的色散上海科技版【本讲教育信息】一、教学内容：光的折射、光的色散二、考点点拨1. 知道光的折射现象及折射光线、折射角。知道光的折射规律，能画出光由空气进入水或玻璃等介质以及由水或玻璃等进入空气中的光路示意图。（重点和难点）2. 了解反射光路和折射光路都是可逆的。3. 知道日常生活中由于光的折射而产生的简单现象。4. 知道太阳光是由七种色光组成的。5. 知道光的“三基色”和颜料的“三原色”。三、跨越障碍：1. 光的折射将一根筷子放入盛有水的碗中，我们会看到筷子好像在水中弯折了，而从水中拿出后，却发现筷子仍然是直的，这就是光的折射现象。光的折射：光从一种物质斜射入另一种物质时，光的传播方向会发生偏折的现象叫做光的折射。同研究反射现象一样，我们在两种介质之间的界面上作一条垂线，称为法线。入射光线和法线的夹角，叫入射角。折射光线与法线的夹角，叫折射角。下图表示的是光从空气中射向水里的折射情况。折射规律：光在折射时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线两侧；折射角随入射角的改变而改变：入射角增大时，折射角也随着增大；入射角减小时，折射角也减小。当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。上面的图是光从空气中入射到水中，通过图像我们可以知道此时的入射角大于折射角。（这是光从空气中入射到水中）我们把所有的传播光的介质分为两类，一类是空气，另一类是除空气以外的各种介质，如水、玻璃等，当光由空气射入其他介质中时，折射角小于入射角；（因为我们在学习上节课“光的反射”时，提出光路可逆。在光的折射中，光路同样可逆，也就是说原来的折射光线变为入射光线时，那么原来的入射光线也就变为了折射光线。那么此时原来的入射角变为了折射角，而原来的折射角变为了入射角）反过来，当光从其他介质射入空气中时，折射角大于入射角。分析一下折射规律，我们可以得到以下信息，（1）三线共面；（2）分居两侧；（3）两角关系：即折射角随入射角的变化而变化，当光由空气中斜射入其它介质中时，入射角变大时，折射角也变大，但折射角总是小于入射角。（识记）（4）光垂直照射到两种介面时，折射光线方向不变，是一个特例。【典型例题】例1、如图所示，S为发光点，试作出三条射向水面的入射光线SO、SA和SB的折射光线和反射光线. 点拨：入射光线SO是垂直入射，故一部分光线垂直反射回来，另一部分光线进入水中时传播方向不变；作入射光线SA、SB的折射光线和反射光线时，应先过入射点作法线，再依据光的反射定律作出反射光线，而作折射光线时，要注意两点：（1）入射角大于折射角；（2）入射角变大时，折射角也变大.例2、在空气与某种介质的界面上，一束光线与分界面成50角入射，反射光线与折射光线恰好垂直，则反射角为_，折射角为_，光线是由_进入_中的。点拨：根据题意运用反射、折射规律，完成好光路图，结合几何知识解题. 答案：40，50，某种介质，空气例3、如图，S为发光点，射到水面产生折射，折射光线可能是 A. O1MB. O2MC. O3MD. O4M点拨：光由水中斜射入空气中，折射角大于入射角。答案：B2、光的折射现象分析（1）清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人可千万不要贸然下去，因为它的实际深度将没过胸部，可能会使你惊慌失措而发生危险. 为什么池水看起来比实际要浅呢？这是因为从池底的一点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，觉得好像是从水中的A1点射来的（如下图），眼睛看到的是A点的虚像A1，A1在A的上方，所以看起来池底升高，池水变浅了，盛了水的碗看起来变浅，也是这个道理。（2）天空中的繁星为什么会闪烁？地球上空包围着厚厚的大气层，高度不等时，空气的密集程度不均匀，光会在不均匀的介质中发生折射。实际上繁星是不闪烁的，因为繁星发出的光到达地球时，在经过大气层时光线发生了折射，而由于空气是流动的，那么导致空气的密集程度始终是变化的，所以导致折射光线会发生改变，当地球上的人的眼睛接收到繁星的光线时，就会看到星亮。而当折射光线变化，使繁星的光线到达不了人眼时，就会看到星暗。所以折射光线的变化，导致我们看到繁星是闪烁的。（3）空气的影子在被阳光照暖了的田野里，到处都可见到一股股上升的热空气，淡淡的影子若有似无地晃动着，袅袅上升。我们来看这样一个实验。在桌子上放一支点燃的蜡烛，让蜡烛距墙60多厘米远，然后把灯关上，站在离蜡烛1米远的地方，打开手电筒使它的光照在墙上。在蜡烛阴影上方有一个很淡很淡的影子，这就是上升的热空气留下的阴影，如图所示。为什么热空气可以留下影子呢？原来空气受热以后，就会膨胀，变得轻了。热空气和冷空气对于光来说，就是两种不同的介质，所以光线在它们的界面上，会发生折射。从手电筒中射出的光，受到烛焰上方的热空气折射，不再笔直向前，而折向其他方向，因此热空气在墙上留下淡淡的影子。（4）海市蜃楼夏天，沙漠中干渴的旅人常会在远处看到一片闪光的湖水，郁郁葱葱的树木。可是，当人们怀着狂喜的心情向它奔去时，它又奇迹般地消失了例4、如图a所示，人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石，现若使A处激光手电筒的激光束能照射到白色鹅卵石上，则激光束应对着_射出（填“B点”、“B点上方”或“B点下方”）。点拨：根据题意，B为鹅卵石的像，鹅卵石反射出的光线从水中照射到水面时产生折射，折射角变大，像B变浅了，折射光路如图b。由光路的可逆性，从A点射向像B的光必按原路返回而照在鹅卵石上，故激光束应对着B点射出。3、光的色散17世纪的科学家牛顿用棱镜使太阳光产生了色散，揭开了白光的秘密. 首先，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上（如图），我们看见太阳光通过棱镜之后，分解成各种颜色的光，在白屏上形成一条彩色的光带，叫做光谱. 光谱的颜色由上而下依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。现在，我们把另一个相同的棱镜按相反方向放在前一个棱镜旁边（如图），这时，就会发现彩色光带重新会聚成白光了。通过上面的实验现象，我们知道，白光不是单色的，而是由七种色光混合而成的. 4、物体的颜色物体为什么有颜色？颜色是不是物体本身的一种属性？与外界条件有没有关系呢？实际上，光射到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，如果物体是透明的，还有一部分光透过物体。不同的物体，对不同色光的反射、吸收以及透过情况不同，因此呈现出不同的颜色. 如果我们在上面的实验中，在棱镜和白屏之间放一块红玻璃，如图所示，我们看见白屏上只出现一条红光带，如果是放一块绿玻璃，则看见一条绿光带在白屏上。这说明了什么呢？如果我们在白屏上贴一张蓝纸，让彩色光带照在白屏上，我们发现只有在蓝光区域是最亮的. 上面的实验分别表明：（1）透明体的颜色是由它透过的光的颜色决定的. （2）有色的不透明体反射与它颜色相同的光. 物体呈现黑色，说明它能吸收各种颜色的光. 物体呈现白色，说明它能够反射各种颜色的光. 例5、当红灯发出的红光，照射在绿颜色的纸上时，此时你观察到纸是什么颜色？点拨：红光照射到绿颜色的纸上时，因为绿颜色的纸只反射绿光，吸收其他颜色的光，所以此时的红光被绿纸吸收，那么此时没有光线从绿纸发出，所以此时我们看到纸是黑色的。例6、一般新鲜的猪肉颜色比较红，而在肉店里，我们看到所卖的肉都比较红，有心的同学看到猪肉上面悬挂着一个正在发着红光的灯，他通过学习光的知识之后，马上明白了其中的道理。知道了肉不是新鲜的。请问他是怎样知道的？点拨：猪肉上面悬挂着红灯，当红灯照射在红颜色的猪肉上时，因为猪肉只反射红光，吸收其他颜色的光，所以此时我们会感觉到猪肉非常红，也就认为其非常新鲜了。5、三原色，三基色（1）通过实验我们发现，自然界中红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其它颜色的光混合而成的，而其他颜色的光都可以通过红、绿、蓝光的适当混合而获得。所以红、绿、蓝三种颜色的光叫做光的三基色实验表明，强度相同的原色组合起来以后，所引起的色视觉可以用下面的公式表示：红绿蓝白蓝红紫红绿黄蓝绿青（2）三原色：用红，黄，蓝颜料可以调出其他色彩，但不能用其他的颜料调出这三种颜色。因此红、黄、蓝成为颜料的“三原色”。如果颜色强度不同，混合起来，我们便会感到更复杂的色彩.光的三基色和颜料的三原色为什么会不同呢？这是因为颜料的三种原色，按一定比例混合，也能调出各种颜色，但这三种颜色的颜料在阳光照射下，它产生的颜色是由它反射同自己相同的色光，以及反射的其他某些色光决定的. 例如黄颜料除了反射黄光，还反射橙光和绿光，同时吸收其他色光；蓝颜料除了反射蓝光，还反射绿光，同时吸收其他色光；当这两种颜料混合在一起时，就反射绿光，混合颜料就呈绿色了。三基色、三原色的原理同学们不需要掌握，只需要记住三基色、三原色中包含的颜色就可以了。一般考查的内容就是三基色、三原色中包含的颜色四、本节小结：光的折射规律中光从空气入射到水、玻璃等透明介质中和光从水、玻璃入射到空气中时的入射角和折射角的大小情况同学们一定要识记。并且还要学会根据折射规律来分析一下生活中的实际情况，比如人们看到水中的鱼是在鱼的真实位置的哪个方位等等。太阳光是复色光，多注意理解一下怎么判读物体的颜色，记住三基色、三原色。【模拟试题】（答题时间：30分钟）一. 填空题1. 光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向一定会 ，这种现象叫做 。（*）2. 潜水员在水下看河岸上的路灯比实际位置要高一些，这是由于光从_斜射到_中发生了_造成的。3. 光由空气斜射到玻璃表面上时，将产生光的_和_现象，其中的折射光线将_法线。4. 光发生折射时， 、 、 在同一平面内， 和 分居于法线的两侧。 随 的改变而改变。（*）5. 当光从空气中斜射入水中时，折射角 入射角。（*）6. 佳佳站在平静的湖边，看到水中有一条鱼，此时他看到水中鱼的位置比实际位置 ，这是由于 造成的。7. 太阳光不是单一颜色的光，通过三棱镜后分解成 、 、 、 、 、 、 七种颜色的光。8. 、 、 三种颜色被称为光的三基色。9. 、 、 三种颜色被称为颜料的三原色。二. 选择题10. 下列现象中，属于光的折射现象的是A. 正午在阳光的照射下树木会出现影子B. 白天，人们能够从各个方面看到桌子C. 斜插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断了D. 在平静的水面上看到树木的倒影11. 站在清澈见底的平静湖岸上的人看到水中有：游鱼、树木及白云. 属折射现象的是 A. 水中游鱼 B. 水中树木C. 水中白云 D. 都不是（*）12. 如图为一束光线斜射入厚玻璃砖并透过砖折射的光路图，其中符合折射规律的是 （*）13. 潜水员在水中看岸上的景物，他看到的应该是A. 景物的实像，像在景物的上方B. 景物的实像，像在景物的下方C. 景物的虚像，像在景物的上方D. 景物的虚像，像在景物的下方（*）14. 在秋高气爽的夜里，当我们仰望天空时，会觉得星光闪烁不定，这主要是因为A. 星星在运动B. 地球在绕太阳公转C. 地球在自转D. 大气的密度分布不稳定，星光经过大气折射后，折射光线的方向随大气密度变化而变化。15. 一束光线由空气斜射入水中，当入射角增大时，折射角的大小将A. 不变B. 逐渐变小C. 逐渐增大，但总小于入射角D. 逐渐增大，但总是大于入射角 （*）16. 如图所示，一束光线斜射入容器中，在容器底形成一光斑，若向容器中逐渐加水，则光斑的位置将 A. 向左移动后静止B. 向右移动后静止C. 先向左，后向右移动D. 仍在原位置（*）17. 在河边看到水底的石块S（如图）. 如果视线和水面成30角，估计从水面上的O点到石块S的距离为2m，那么水的实际深度是 A. 1mB. 大于1mC. 小于1mD. 都有可能（*）18. 一束光线从空气射入水中，入射角是40，在水面上，有一部分光线被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 A. 小于40B. 在40与60之间C. 在50与100之间D. 在100与140之间三. 作图题19. 如图所示，作出入射光线或折射光线。（*）20. 如图所示是光线从空气斜射到空气与玻璃分界面上的光路图，请你在图中画出界面和法线的位置。（*）21. 图中为玻璃三棱镜，试根据折射规律作出光线OO的入射光线和出射光线。四. 探究说明题：（*）22. 把毛玻璃放在书上，我们看不见书上的字，如果在毛玻璃的粗糙面上涂一层水，它就变成透明的了，这是为什么？（*）23. 小明喜欢看星星，听奶奶讲“牛郎织女”的故事。有一天晚上，小明突然想：星星为什么老是眨呀眨的呢？难道它们能一会儿发光，一会儿不发光？不可能！那又是为什么呢？为了研究这个问题，小明收集了下面这些光现象，或许可以从中找到原因。（1）在野外围着篝火烧烤，隔着篝火会看到对面的人好像在晃动。（2）在哈哈镜前会看到自己大变样。（3）夏天，可以看到柏油路上好像有一股水汽在上升，隔着水汽看到对面的东西好像在晃动。问题一：你觉得小明收集的这些现象当中，有哪些与星星眨眼问题相似？你觉得它们的相似点在哪里？问题二：你现在知道为什么星星会眨眼睛了吗？请你想一下，在月球上看到的星星会眨眼吗？为什么？问题三：美国的哈勃天文望远镜是科学家们花费了很大的力气才送上天去的。然后通过无线电波把图像传回地球，它无论是制造还是维护都非常昂贵，科学家们为什么要把天文望远镜送到天上去？这样做有什么好处？试题答案一、1. 改变 光的折射2. 空气 水中 折射3. 反射，折射，靠拢4. 折射光线 入射光线 法线 折射光线 入射光线 折射角 入射角 5. 小于6. 高些（浅些） 光从水中斜射入空气中发生折射7. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 8. 红 绿 蓝9. 红 黄 蓝二、10. C 11. A 12. B 13. C 14. D 15. C 16. B 17. B 18. D 三、19. 20. 21. 四、22. 光线进入玻璃和穿出玻璃都要发生折射。如果玻璃两个面都是光滑的，每次折射都很有规则，隔着玻璃就能看清物体，毛玻璃有一面粗糙，使光线无规则地散乱射出，所以就看不清玻璃下面的字了.23. 问题一：（1）（3）与星星眨眼相似，因为空气的密度不均匀问题二：不会，因为月球表面没有空气问题三：利用哈勃望远镜在太空中对外太空进行观察时，可以避免空气的干扰