第15课 光的折射八年级物理上册同步精品讲义（苏科版）

第15课 光的折射

目标导航


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.理解光在发生折射时，光路的可逆性；
4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。

知识精讲


知识点01 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
垂直于两介质分界面的直线MN
入射角
入射光线与法线的夹角i
折射角
折射光线与法线的夹角θ

3、日常现象：
（1）筷子“弯折”；
（2）池水变浅；
（3）海市蜃楼。

注释：
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。
知识点02 光的折射规律
1、光的折射规律：
（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居法线两侧；（两线分居）
（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；
（4）入射角增大时，折射角也随着增大；
2、在光的折射现象中光路是可逆的。
注释：
1、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。
2、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。
3、光的折射看到的是物体的虚像。





能力拓展

考法01 光的折射规律
1.下面哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路（　　）

【答案】C
【解析】A、光从空气斜射入玻璃中，折射角应小于入射角，而图中折射角却大于入射角，故本选项错误；B、折射光线与入射光线在法线的同侧了，所以画法错误，不符合题意；C、光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角．故本选项正确．符合题意；D、光从空气斜射入玻璃，光的传播方向没有变，故本选项错误，不符合题意；故选C。
【总结升华】题目考查了光的折射规律，解答这类题目要注意，光是从空气斜射入其它介质，还是从其它介质斜射入空气。在空气中的角总是大的。
【对点练习1】下图是光线通过厚玻璃板的折射光路示意图，其中正确的是（　　）

【答案】A
2.下列关于光的折射的说法中正确的是（　　）
A．光从一种介质进入另一种介质时传播方向一定改变
B．折射角就是折射光线与镜面的夹角
C．发生光的折射时，折射角总是大于入射角
D．入射角增大时，折射角也随着增大
【思路点拨】（1）光从一种介质斜射入另一种介质中是传播方向一般会发生变化；（2）反射角、折射角、入射角，都是光线与法线的夹角；（3）发生折射现象时，在光速较大的介质中的角大；（4）折射角随入射角的增大而增大。
【答案】D
【解析】A、垂直入射时传播方向不变，故A错误；B、折射角是折射光线与法线的夹角，故B错误；
C、光由空气斜射入其他介质时折射角小于入射角，由其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角，故C错误；D、入射角增大，折射角也增大，故D正确。
【总结升华】（1）光线传播方向发生改变要注意：斜射入、一般会改变；（2）折射角随入射角的增大而增大，但折射角不是一定大于入射角。
【对点练习2】如图所示，一束光从空气斜射入水中，此时入射角为 度，折射
角 入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；增大入射角时，折射角 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】30；小于；增大
考法02 光路的可逆性
3. 站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（　　）
A．看到的物体 B．看到的物体的下方 C．看到的物体的上方 D．看到的物体的前方

【答案】A
【解析】我们看到水中的物体，是物体的光经水面折射以后进入我们眼睛形成的，如果一束光照到此物体，根据光的传播路径的可逆性，只要逆着光传播的方向照射就可以找到物体上。
【总结升华】题目考查了光的折射中光路的可逆性。
考法03 光的折射作图
4. 如图所示，光源S发出的一条光线射向水中，在水面发生折射后，经过P点。请你在图中大致作出入射光线和折射光线。

【答案与解析】连接SP交水面于点A，从点P向水面引垂线，交水面于点B，在A、B两点间取一点O；
过O点垂直水面作出法线，连接SO画出入射光线，连接OP画出折射光线，如图所示：

【总结升华】题目考查了光的折射规律，折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。
【对点练习3】如图（1）所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，喷射出的水在空中呈抛物线形状。关于这个情景，请你在图（2）中作出光路图表示：猎物P反射的光线是如何进入鱼的眼睛E的。

【答案】在水面上取一点O，过O点垂直水面作出法线，连接PO为入射光线，OE为折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：




分层提分


题组A 基础过关练
1.光线从空气垂直射入水中，其折射角为（　　）
A．0° B．45° C．60° D．90°
【答案】A
【解析】一束光线从空气垂直水面射入时，此时入射光线、反射光线、折射光线与法线重合，所以夹角都为0°，即反射角为0°，折射角为0°；故选A。
2.当光从玻璃中射入空气中时（　　）
A．传播方向一定会发生改变
B．折射角一定大于入射角
C．传播速度一定会发生改变
D．入射角增大时折射角随之减小
【答案】C
【解析】当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随着增大；垂直入射时，传播方向不变；故ABD错误；光在不同介质中传播时，波长变化，光速也发生变化，光从玻璃射入空气时，光速变大，故C正确；故选C。
3. 如图所示，我们看到筷子斜插入水中的情况，正确的是（ ）

【答案】D
【解析】此时筷子斜插入水中，由于光的折射，从上面看筷子在水中部分的位置比实际位置高一些，看起来向上弯折。
4. 如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（　　）
A．M点 B．N点 C． P点 D．Q点

【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示，所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点。

5.我们观察到水中的鱼和水中的云，前者是光的 ________现象；后者是光的________现象。
【答案】折射；反射
6. 一束光垂直玻璃的表面射入玻璃时，光的传播方向________，光的传播速度________。(填“不变”、“变小”或“变大”)。
【答案】不变；变小
7.人站在岸边看到池水中的鱼比鱼的实际位置要 些（选填“深”或“浅”），这是由于光从 中射向 时发生折射的缘故。
【答案】浅；水； 空气
【解析】在岸上看水中的鱼，看到的鱼的位置比实际位置浅，这是由于光从水中进入空气时，在水面上发生折射光造成的；故答案为：浅；水； 空气。
8. 如图所示，一容器的底面有一平面镜，容器中盛有水，一束光线与水面的夹角为，画出进入水中，经平面镜反射又射入空气中的光线传播路线。
                                       
【答案】

【解析】过入射点做法线，根据光的折射定律，光从空气斜射入水中时，向靠近法线的方向偏折；光照到水底的平面镜上发生反射，根据光的反射定律，反射角等于入射角，可以做反射光线；当反射光线照到水面上时，光从水中斜射入空气，折射光线向靠近法线的方向偏折。
9. 在图1中，画出反射光线以及折射光线的大致方向；在图2中，画出折射光线的大致方向。

【答案】


10. 插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点。请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路图。

【答案与解析】在图中B′点是B点的像，光由B点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，射入C点。B′就在折射光线的反向延长线上。答案如图：

11. 某同学研究光的折射规律，记录实验数据如表

（1）分析实验数据得知，当光从一种介质斜射人另一种介质时，折射角跟入射角之间的关系是
。
（2）请你推测这位同学做实验时，人射光线可能是从 进入 。
【答案】（1）折射角随入射角增大而增大，并且折射角大于入射角；（2）水（或玻璃），空气
【解析】由表中的数据可知：入射角由10°增加到40°，折射角由15.1°增加到74.6°，折射角随着入射角的增大而增大，并且折射角总大于入射角。因为折射角大于入射角，因此入射光线可能从水（或玻璃）中进入空气。

题组B 能力提升练
1.下列实例中，属于光的折射现象的是（ ）
A．日食和月食的形成
B．利用红外遥感技术监视森林火灾
C．注水后的游泳池看起来池底变浅
D．用平面镜改变光的传播方向
【答案】C
【解析】A．日食和月食的形成是由光的直线传播形成的，A错。
B．利用红外遥感技术监视森林火灾，实际上是利用红外线的直线传播，B错。
C．注水后的游泳池看起来池底变浅，是池底的光线经过水面斜射入空气中产生折射，看起来才觉得“变浅了”，C正确。
D．用平面镜改变光的传播方向，是利用了光的反射，D错。选C。
2.下列光现象中属于光的折射的是（　　）

【答案】D
【解析】A.日偏食是光的直线传播形成的光现象，A错。
B．照镜子是光的反射现象，B错。
C．汽车观后镜是凸面镜，是光的反射现象，C错。
D．水中筷子变弯，是光的折射现象，D正确，选D。
3．面对清澈见底、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，因为人们看到的池水深度和它的实际深度并不相同，下面四幅图能正确解释此现象的是（ ）





【答案】C
【解析】人们看到的池水深度和它的实际深度先比变“浅”了，这是因为光线从空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折的结果，即C图所示。选C。
4.光从空气斜射入玻璃中，入射角为 600，则折射角可能（ ）
A.等于 00 B.小于 600 C.等于 600 D.大于 600
【答案】B
【解析】光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。此时入射角为 600，所以折射角小于600，B正确，选B。
5.如图所示的四种现象中，属于光的折射现象的是（ ）






A B C D
A. 手在墙上形成的手影 B.水面处折断的筷子
C.汽车后视镜中的景物 D.树木在水中的倒影
【答案】B
【解析】A. 手在墙上形成的手影，光的直线传播现象，A错。
B.水面处折断的筷子，光的折射现象，B正确。
C.汽车后视镜中的景物，光的反射现象，C错。
D.树木在水中的倒影，光的反射现象，D错。选B。
6.诗句“大漠孤烟直，长河落日圆”给我们展现了一幅美丽的画卷。其实诗人观察到的落日并非太阳的实际位置（如图所示），而是太阳光经过不均匀的大气层发生了　 　所成的像，太阳实际在图中　 　（选填“甲”或“乙”）的位置。

【答案】折射 乙
【解析】太阳落山时，太阳的实际位置在地平线下面，但太阳光经过不均匀的大气层时发生了折射，通过折射我们看见了太阳的虚像（即观察到的落日），此时，太阳的实际位置在图中的乙位置。
7.插人水中的铅笔看起来弯折了．这是光的 现象。
【答案】折射
【解析】插人水中的铅笔看起来弯折了，是水中筷子反射的光线进入水面时发生折射形成的。
8.一束光从空气斜射到某液面上同时发生反射和折射，入射光线与液面成37°角，如图所示。若反射光线与折射光线的夹角为83°，则反射角的大小为　 　，折射角的大小为　 　。

【答案】53° 44°　
【解析】由图可知：入射光线与水面的夹角为37度，所以入射角为900—370=530。又因为反射光线与折射光线的夹角为83°，所以折射角与界面的夹角等于830—370=460，折射角等于900—460=440。
9.如图所示，S是点光源，作出入射光线SO的反射光线和大致的折射光线。

【答案】

【解析】根据反射角等于入射角在法线右侧的空气中画出反射光线；根据折射角小于入射角在法线右侧水中画出折射光线。如图所示。
10.从空气射向水面的入射光线，在水面发生反射和折射现象，如图所示，给出了反射光线，请你在图中画出入射光线和大致的折射光线。

【答案】

【解析】先过反射点O垂直水面作出法线，根据反射角等于入射角，在法线左侧的空气中画出入射光线，然后再根据折射角小于入射角在水中画出折射光线，如图所示。
11.如图所示的是光从玻璃斜射入空气时入射光的光路情况，请在图中画出该入射光线的折射光线的大致位置。

【答案】


【解析】入射光线在玻璃中，所以反射光线在空气中。由折射规律可知：当光线由其它介质射入空气中时，折射角大于入射角，所以折射光线向界面偏折，如图所示。
12.如图，光源S发出的一東光经墙上的平面镜反射后，射入游泳池中。请画出它经平面镜发生反射及进入水中发生折射的光路图。

【答案】

【解析】先根据光的反射定律，作出反射光线；反射光线斜射入水中时，折射光线向法线偏折，如图。
13.将一平面镜斜放在装有水倒水槽中，有一束光绒垂直射入水中，如图10所示，请画出这東光线经平丽镜反射后再由水射入空气中行进的光路图。

【答案】

【解析】水中光线遇到平面时，发生反射，反射光线到达水面时，发生折射，折射光线向界面偏折，如图。





题组C 培优拔尖练
1.下列观察中不属于光的折射现象的是（　　）
A．夜空中星星”眨”眼眼睛
B．池水中映着一轮明月
C．海市蜃楼
D．池水变浅
【答案】B
【解析】A、夜空中星星”眨”眼睛是由于空气的不均匀，光的传播方向一直发生改变的缘故，因此属于折射现象；B、池水中映着一轮明月是由于光的反射现象形成的水面成像现象；C、海市蜃楼是由于介质的不均匀使光路发生改变的缘故，因此属于光的折射现象；D、池底的光线由水中进入空气时，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，故选B。
2. 一束与液面成50°夹角的光线从空气斜射入某液体中时，折射角为30°，当入射光向法线靠拢10°时，则折射角为（　　）
A．大于30°小于40° B．大于40° C．大于20°小于30° D．30°
【答案】C
【解析】根据题意可知，当入射角等于40°时，折射角等于30°；当入射光线向法线靠拢10°时，入射角等于30°；根据光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角可知，折射角小于30°；由于折射角随入射角的增大而增大，因此当光从空气斜射入其它介质时，折射角的变化量小于入射角的变化量，即折射角大于20°。
3.一束平行光从水中射入空气，OP是其中的一条反射光线，如图所示。能正确反映光线OP的光路图是（　　）


【答案】B
【解析】由题知：OP是一束平行光从水中射入空气时的一条反射光线，所以入射光线应在法线右侧的水中，因为反射角等于入射角，所以入射光线和反射光线与水平面的夹角也相等（均为60°）；折射光线应在法线左侧的空气中，且折射角大于入射角；由以上分析可知，B图正确。
A图中折射角小于入射角，A错。
C图中折射光线与入射光线在法线的同侧，C错。
D图中反射角与入射角不相等，D错。选B。
4. 如图所示，入射光线是______，反射光线是_______，折射光线是_______，入射角等于______，反射角等于_____，折射角等于______。


【答案】AO ；OB；OC；45°；45°；60°
【解析】从图中三条光线的方向可以确定，AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线；入射光线与界面的夹角为45°，所以入射角等于90°-45°=45°，因为入射角等于反射角，所以反射角也等于45°；折射光线与法线的夹角等于60°，故折射角为：60°。
5. 当光从空气中 入另一种介质中时，传播方向发生 ，这种现象叫做 ，光从空气中射入水中或其它介质中时，折射光线向 偏折，此时折射角 入射角；当光从其它物质斜射入空气中时，折射角 入射角。当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，折射角与入射角 ，且等于 度。
【答案】斜射；偏折；光的折射；法线；小于；大于；相等；0
【解析】光的折射规律是：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；因光路是可逆的，当光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，入射角为0度。
6.如图所示，水里的光源O发出的一条光线射向水面，在水面处发生反射和折射，反射光线经过P点，折射光线经过A点，请在答题卡图中先通过虚线作图找出水面处的反射点，再作出入射光线、反射光线和折射光线。

【答案】

【解析】根据平面镜成像的规律，作出点光源O关于水面的对称点，即点光源O在水面的像O′，由于反射光线的反向延长线要过像点O′，连接PO′，与水面的交点就是入射点M。
分别连接OM、MP、MA，可得入射光线、反射光线、折射光线。如图所示。
7.小柯分别探究了光从空气射入水中和从水射人空气中的折射规律，并记录了表一，表二两组数据。

（1）表一中“？”处的数据是______________。
（2）表二中“？”处的数据模不清，请综合分析两个表格中的数据，判断出这个数据应该是______________。
【答案】（1）0 （2）40
【解析】（1）入射角为00时，光线垂直入射，由光的折射规律可知：光线垂直入射时，传播方向不改变，所以折射角为00。
（2）由光的折射规律可知：折射时，光路是可逆的，所以当入射角为400时，折射角为290；当入射角为290时，折射角为400。