第4.4 光的折射（备好课）-八年级物理上册同步精品课堂（人教版）课件PPT

第四章　光现象 第 4 课 光的折射导 入 自古以来，海市蜃楼（蜃景）就为世人所关注。在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我国古代则把蜃景看成是仙境，秦始皇、汉武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境，寻求灵丹妙药。学习目标了解光的折射现象，理解光的折射定律。能够利用所学知识解释生活中的折射现象。理解光的折射实验探究过程。清澈见底，看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为他的实际深度会超过你看到的深度，可能会使你惊慌失措而发生危险。探究与思考实 验探究光折射时的特点1.让一束光线从空气斜射入水中，观察到进入水中的光线传播方向发生了改变。2.在两种介质的分界面上，一部分光发生反射，另外一部分光进入另一种介质发生折射。定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射（refraction）。αβ空气水（玻璃）MM′折射现象中的名词描述：（1）入射点：入射光线与分界面的交点O；（2）分界面：两种介质的分界面，如图所示的MM′；（3）入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；（4）折射光线：进入另一种介质的光线OB；（5）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′；（6）入射角：入射光线与法线的夹角α；（7）折射角：折射光线与法线的夹角β。实 验探究光折射时的特点激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。实验器材：实 验探究光折射时的特点实验1：如图所示，让激光笔发出的一束光从空气斜射入玻璃中，多次改变入射角的大小。观察光的传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格中；观察折射光线、入射光线与法线的位置关系。实验设计：实验2：让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验。实验3：让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中（或从玻璃垂直射到空气中），观察光的传播路线。实 验探究光折射时的特点实验演示：归纳总结：光的折射规律折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线两侧。光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；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其他介质中时，传播方向不变。在折射现象中，光路可逆。简单记为： 三线共面 两线分居 空气角大 同增同减 垂射不变 光路可逆例1　（2022·广东·深圳市龙华区万安学校八年级期末）小明在做探究光的折射特点的实验，左下图是光从空气射入水中时的光路。通过实验得到如下数据：（1）分析表中数据，可得出结论：①光从空气斜射到水面时，将同时发生_______和_______现象；②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系是：_______，且折射角_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零；（2）拓展应用：小明去游泳，观察到深水区并不深，原因是他看到的池底是由光的_______形成的_______像（选填“实”或“虚”）。典型例题【答案】 反射     折射     折射角随入射角的增大而增大     小于     折射     虚 【详解】（1）①由图可知，光从空气斜射到水面时，一部分光返回到空气中，发生反射，还有一部分光进入到水中，发生了折射，所以光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象。②由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的变化关系是：折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时，折射角等于零。（2）池底反射的光线由水中斜射到空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了，实际上，他看到的池底是由于折射形成的虚像。1　（2022·全国·八年级单元测试）如图所示，MN是A和B两种介质的界面，A、B中有一种介质为空气。一束光从介质A射到界面时，同时发生了反射和折射现象。根据图中的信息可判断：入射角是___________度，反射角是___________度，折射角是___________度。图中表示空气的是介质___________（选填“A”或“B”）。变 式【答案】 50     50     60     B【详解】由图可知，过入射点作出法线，水平直线MN为界面，垂直界面的虚线EF为法线，如图所示，入射角是入射光线与法线的夹角，反射角是反射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角；由图可知，入射光线与界面的夹角为40°，则入射角为90°-40°=50°，根据光的反射定律可知，反射角等于入射角等于50°；图中折射光线与界面的夹角为30°，则折射角为90°-30°=60°当光从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光从其它透明介质斜射入空气时，折射角大于入射角；因为图中的折射角大于入射角，所以光是从其它透明介质斜射入空气中，故上方B为空气。池底看起来比实际浅的原因：S点发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像，这点的位置比实际位置升高了。铅笔在水中折断的原理也是如此。池底实际位置S虚像S′有经验的渔民才能叉到鱼的原因：原理相同，鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，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，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像比鱼位置高。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。鱼的实际位置S想想议议碗里藏金币硬币的实际位置SS′硬币的虚像例2　（2022·河南三门峡·八年级期末）美丽的涧河公园改善了我县的生态环境，近两年一些水禽在此迁徙繁殖。如图，关于白鹭在水中的像，下列说法正确的是（　　）A．水中的像是由于光的折射形成的B．白鹭飞得越高，水中的像越小C．河水越深，水中的像离水面越远D．水中的像略暗是由于一部分光在水面处发生了折射典型例题【答案】 D 【详解】A．平静的水面相当于平面镜，白鹭在水面所成的像属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故A错误；B．白鹭飞离水面的过程中像的大小与白鹭大小相同，所以像的大小不变，故B错误；C．物距是白鹭到水面的距离，像距是白鹭所成的像到水面的距离，二者始终相等，与水的深度无关，故C错误；D．水中的像略暗是由于一部分光在水面处发生了折射，使得反射光线的亮度减弱，故像略暗，故D正确。2　（2022·辽宁葫芦岛·八年级期末）如图所示，是一条鱼跃出水面，咬食荷花的画面，鱼在水中看到荷花，此时光从_____斜射入_____中，鱼要准确的咬到荷花，应该跃向看到的荷花所在的_____位置（下方/上方/本身）。变 式【答案】空气     水     下方【详解】荷花反射的光线由空气中进入水时，在水面上发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入鱼的眼睛，鱼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得荷花变高了。鱼要准确的咬到荷花，应该跃向看到的荷花所在的下方位置。例3　（2022·山东青岛·八年级期末）如图所示，一束光从空气射向盛有水的玻璃缸中，请画出反射光线和折射光线，并标出反射角的大小和折射角的位置。典型例题【答案】 见详解 【详解】过入射点O垂直于界面作出法线，入射光线与水面的夹角为60°，入射角为入射光线与法线的夹角，则入射角等于90°-30°=60°，反射角等于入射角，则反射角也为30°，反射光线与入射光线分居法线两侧，在空气中法线的右侧画出反射光线；再根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角，折射光线与入射光线分居法线两侧，在法线的右侧的水中画出折射光线，折射光线与法线的夹角为折射角，如图所示：3　（2022·云南红河·八年级期末）一束光线从空气斜射到水面时发生反射和折射，OB为反射光线如图，请作出入射光线和大致的折射光线方向。变 式【答案】见详解【详解】先过反射点O垂直水面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出入射光线，方向指向入射点，然后再根据折射角小于入射角在水中画出折射光线，如下图所示：海市蜃楼 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《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。 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，而会放生折射。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。 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。海市蜃楼海市蜃楼1.（2022·河北唐山·八年级期末）图中关于光现象的描述及其解释错误的是（　　）A．甲图中漫反射的光线杂乱无章但遵循光的反射定律B．乙图中墙上的手影是光的直线传播形成的C．丙图中平静水面上的倒影是光的折射形成的D．丁图中水面“折断”的铅笔是光的折射形成的【答案】C【详解】A．镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律，故A正确，A不符合题意；B．由于光的直线传播，被物体挡住后，物体后面就会呈现出阴影区域，就是影子，所以影子的形成说明光是沿直线传播的，故B正确，B不符合题意；C．平静水面上的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的，故C错误，C符合题意；D．水中铅笔反射的光从水中斜射入空气中时，发生折射，折射光线远离法线，当人逆着折射光线的方向看时，看到的是铅笔的虚像，比实际位置偏高，所以感觉铅笔折断了，这是光的折射形成的，故D正确，D不符合题意。故选C。课堂练习2.（2022·全国·八年级课时练习）如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路线，则下列说法正确的是（　　）A．入射光线为AO，折射光线为OCB．入射光线是BO，入射角的大小为30°C．入射角是∠BOM′，折射角是∠COMD．反射角的大小为60°，折射角的大小为35°【答案】D【详解】根据图可知，∠MOA和∠M'OB都为30°，则 ，根据光的反射定律可知，NN′为法线，MM'为界面，所以OC为折射光线；由于反射光线和入射光线分居在法线的两侧，折射光线和入射光线分居在法线的两侧，则BO为入射光线，OA为反射光线，此时的入射角为∠BON=60°，这也是反射角的大小；折射角 ，∠CON′为折射角；综上所述，入射光线是BO，折射光线为OC，入射角为60°，入射角为∠BON，∠CON′为折射角，反射角的大小为60°，折射角的大小为35°；故ABC错误，D正确。3.（2022·福建·九年级专题练习）如图，将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。【答案】 见详解【详解】光线垂直射入水中，光线传播方向不变，画出光线经过水面的线路，接着根据法线垂直于界面，先画法线，然后根据反射光线和入射光线分居法线的两侧且反射角等于入射角的规律画出反射光线，最后光从水中垂直射入空气中，此时光线传播方向不变，如图所示：4.（2022·福建·泉州市第六中学八年级期末）2021年11月30日世界首条跨海高铁泉州湾跨海大桥成功合龙，大桥与倒影形成一幅壮美的画面。大桥在水中倒影是由于光发生了_________；倒影看起来较暗是由于光发生了_________。【答案】 反射     折射【详解】大桥在水中的倒影属于平面镜成像，是光发生反射形成的。光射到水面时，一部分光线发生了反射，另一部分发生了折射而进入水中，所以大桥在水中的倒影看起来比实际物体本身“暗”一些。5.　（2022·广西玉林·八年级期末）如图所示，为了探究“光折射时的特点”：（1）让光束沿AO射入杯中时，光束进入水中后折射光线会向______方向偏折；当入射角增大时，折射角______；（2）在光的折射现象中，光路是______的；（3）当一束光射入杯中时，会在杯底形成光斑，保持入射光束的方向不变，逐渐往杯中加水，观察到杯底的光斑向______（选填“左”或“右”）移动；（4）把一枚硬币放入杯底，看到硬币的位置比它实际的位置要偏______（选填“高”或“低”）。【答案】 法线     增大     可逆     左     高 【详解】（1）由光的折射定律可知，光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，折射光线将向靠近法线方向偏折。由光的折射定律可知，当入射角增大时，折射角随之增大。（2）让光从原来的折射光路逆向射入，则折射光会从原来的入射光路射出，所以在光的折射中，光路是可逆的。（3）如果杯中的水增多，水面上升，则折射光路如下图所示：可见当水增多时，液面升高，入射角不变，折射角也不变，光斑向左移动。（4）从硬币反射的光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光线射入人眼，人凭光直线传播的感觉，认为硬币在折射光线的反向延长线上，其实人看到的是硬币的虚像，比实际的位置要高。课堂总结三线共平面，两线分居折空气角大 同增同减垂射不变光路可逆“课后巩固练习”见“word文档”