人教版八年级上册第4节 光的折射优秀教案

这是一份人教版八年级上册第4节 光的折射优秀教案，共11页。教案主要包含了视频引入，新知讲解等内容，欢迎下载使用。

教学目标


1.通过实验了解、认识光的折射现象，体验由折射引起的错觉。


2.了解光从空气中射入水或其他介质中时的偏折规律；了解光在折射时，光路的可逆性。


3.能解释生活及自然界中有关光的折射现象，领略折射现象的美妙。


教学重点及难点


重点：实验探究光的折射规律。


难点：通过探究得出光的折射规律；利用光的折射规律解释生活中有关现象。


教学过程


【视频引入】


【演示】在实物投影下展示，在碗中盛满水，把筷子斜插到碗的底部，从侧面斜视水面，会发现水中的筷子看上去向上弯折了（多情景）。


【新知讲解】


知识点一：光的折射


光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时（例如从空气斜射入水中或玻璃中或从其他介质中进入空气中），传播方向发生了偏折的现象。





注意：①光的折射包括2个方面：不同介质中的折射现象和同种不均匀介质中的折射现象，例如太阳光在大气中传播路径是弯曲的，海市蜃楼的形成就是这个原因（强调）。②在反射界面处光同时发生反射和折射。因此通过反射看到的物体的像没有原物体那么明亮（记录）。③“斜”表示光线要发生折射，那么光线与法线之间有一定的夹角，若是光线垂直入射，那么入射光的传播方向不会发生偏折（记录）。④光的折射中，入射光线经过两种介质，因此光速发生变化，光的反射中，两条光线在同种介质中，光速不变（记录）。⑤光在同种均匀介质中沿直线传播，在不同介质中或同种不均匀介质会发生折射现象。





【例题】观察水边的风景照片，总会发现倒影部分比景物本身要暗一些，这是因为（ ）


A.冲洗照片质量有问题 B.入射到水面的光线被反射掉一部分


C.入射到水面的光线有一部分折射进入水中 D.眼睛的一种习惯感觉


解析：物体看起来暗，是因为进入人眼的光线少，物体看起来亮，是因为进入人眼的光线多。


归纳：人眼是根据进入眼睛光线的多少来判断物体的亮暗程度的，而不是根据反射类型来判断物体的亮暗程度。


注意：倒影是由于光的反射形成的，影子是因为光的直线传播形成的。





知识点二：光的折射规律





入射点，分界面


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∠


折射角：折射光线与法线的夹角∠


注意：重点注意折射角的表述方式，同时折射角也有可能是在空气中的角哦


探究光的折射时的特点（视频）


（1）折射光线、入射光线和法线在同一平面内；


（2）折射光线和入射光线分居在法线两侧；


（3）光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角，即折射光线靠近法线；②当光从水或玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角，即折射光线远离法线；


总之，在折射现象中，空气中的光线是更加远离法线，空气的角更大（但是不能理解为入射角大于折射角，空气中的角可能是入射角或折射角）


注意：在介质的表面发生折射现象时一定有反射现象，但是发生反射现象时不一定有折射现象。


在NB物理实验中用其中一支激光笔作为法线，另外一支作为光源，法线标注为红色，给学生进行演示，让学生明白各个物理量之间的变换关系。


（注意：一般很少考真空到空气，考了一个海市蜃楼也不需要复杂的理解，也很少考水到玻璃，一般两种组合介质中，一种是空气到水中，另一种是空气到玻璃中，但在空气中的角都是大角，光线远离法线，在其他介质中角都是小角，光线靠近法线，即空气中角更大）。此部分通过实验来演示光线传播情况，效果最好。


（4）当光垂直射入另一种介质时，传播方向不改变，入射角，折射角为0°；


（5）折射时光路是可逆的。


注意：由于折射看见的像是虚像，因此用一块光屏在像的位置，光屏上不会成像。


想想议议：当水倒到一定的高度以后，看到了硬币，产生这种现象的原因是从硬币射出的漫反射光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折，当光射入人眼时，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。


密度越大，对光的偏折能力越强。


光的反射和折射中，像点、入射点、反射点（折射点）光线在同一直线上，这一规律常用来确定入射点。


折射的原因：这是因为光在不同介质中或在同种不均匀介质中的传播速度不同。也就是说，光在透明介质中传播时，若因介质的变化而导致光速变化时，便会发生折射。





知识点三：生活中的折射现象


（一）插入水中的筷子变弯





筷子表面反射的光线在水面发生折射，入射角小于折射角，折射光线远离法线向下偏折，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，看到的虚像在实际物体的上方，因此筷子变弯了。


给出得分点，强调关键词。


考题中有关折射的说法：水里的鱼变浅了，池底变浅了，筷子在水中变弯了，海市蜃楼，光的色散，


【例题】如图所示各光路图能反映光从玻璃斜射入空气中的是（ ）





答案：C


如何画光的折射光路图呢？


①根据入射点，画出法线；②确定折射角和入射角的大小关系；③根据光的传播方向和角度的大小关系，画出对应的光线；④给光线标上箭头。


题型一：简单的光路作图


1.按要求作图：如图甲MN为空气与水的分界面，AO为入射光线，在图中画出折射光线的大致方向。


答案：


2.水池里有盏小射灯，如图1所示，已经画出了小射灯射向水面的一条光线，请完成下列要求：①画出射入空气的折射光线的大致方向；②标出入射角i。


答案：


题型二：折射折射或折射反射光路作图


6.如图所示，从S点发出一束光线经过三棱镜折射后，折射光线经过P点。请在图中画出能够说明这一现象的光路图。


答案：


7.如图一束光射向半圆形玻璃砖，O为圆心，请作出光通过a、b两个界面的折射光线。


答案：


8.如图所示，a、b为夹角成45°的两束光线，ABCD为玻璃器件，其中BCD为半球体，O为球心，光线a垂直AD指向O点。画出入射光线a、b进入ABCD并射出的折射光线。


答案：


10.一束光射向一块玻璃砖（如图），并穿过玻璃砖，请你画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线。（如何证明是平行）


答案：


注意：入射光线通过两边平行的玻璃砖以后，折射光线和原入射光线平行。入射光线沿着半圆形圆弧射入玻璃砖，光线不会发生偏折，入射光线沿着半径方向入射，传播方向不改变。


11.如图，一束光从水中斜射入空气，请作出它的反射光线和大致的折射光线。


答案：


12.如左下图所示，光源S发出的一束光经墙上的平面镜反射后，照射在水面上的A点折射进入水中。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：


13.甲图中O为玻璃砖的圆心，OA是入射光线，请在图中画出它透过玻璃砖折射光线大致路径。


答案：


14.一束光从空气中垂直射向玻璃砖，请画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的大致光线（注意标出法线，不考虑光的反射）。


答案：


15.请在图中画出一束单色光照射到三棱镜后发生折射的大致光路图。


答案：


17.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：


18.如图，光斜射到空气和玻璃的分界面时，发生了反射和折射。在图中标出折射角α并用箭头标出入射光线、折射光线的传播方向。


答案：


注意：光的反射中，入射光线和反射光线都在同种均匀介质中，光的折射中，入射光线和折射光线在两种介质中，且位于法线两侧。


光的折射确定像的位置，要确定像的位置，必须由至少两条直线进行确定，折射光线的反向延长线的交点就是像点，即折射光线和像点在同一直线上。


3.请你在图中作出一条由S发出，经过水面后射入人眼的光线。


答案：


4.把一枚硬币放到空杯的底部，找一个角度使你刚好看到硬币的最外侧，如图中的A点。然后，保持眼和杯的位置不变，向杯内加一定量的水，当水面到达如图中的水面高度处时，刚好能看到图中的B点；继续加水至刚好能图中的C点，作出此时的水面位置，保留作图痕迹。


答案：


16.如图所示，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员在水下E处看到了路灯的像，图中A、B两点，其中一点是路灯的发光点，另一点是路灯的像点。请你在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。


答案：


17.如图，A是水池底某点，请作出光线AO的折射光线以及人从岸上看到A的像A′的大致位置。


答案：


考点三：生活中的折射现象


从一种介质看另一种介质中的物体，看到都不是物体本身，而是由于光的折射形成的像。而且所看到的像都是在物体的上方。


1.池水为什么看起来比实际浅呢？


答：S点反射的光射向水面，在水面发生折射，光由水射向空气时，折射角大于入射角，折射光线向界面偏折。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是S的像，我们看到的是池底的像，比池底实际位置偏上。





2.潜水员在水中看岸上的树会怎样变化?





答：树上B点反射的光射向水面，发生折射，光由空气射向水中时，折射角小于入射角，折射光线向法线方向偏折。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由B′射出去的一样。B′就是B的像，比实际物体位置偏上。由于光的折射，潜水员在水中看岸上的树，实际上看到的是树的虚像，比树的实际位置高。


总结：光的反射，平面镜成像，光的折射形成的像都是虚像（透镜除外）。


（1）在岸上看水中的鱼的位置“变浅”了


我们能够着见物体是由于物体表面反射光（或发出光）射入我们的眼睛，如图假设A点射出的两 条光线经折射后射入人眼，而我们觉得光好像是从A’点射入们眼睛的，因此，我们看到的是A点升高的虚像。如图1


（2）在水中看岸上的物体，物体的位置“变高”了


如图2，假设从岸上的B点射出的两条光线经水面折射后射入人眼，由于光沿直线传播的经验，人们会觉得光好像是从B’点发出的，此我们看到的是B点升高的虚像。


（3）插入水中的筷子看起来变“弯折”了


如图3，从筷子的水中部分C反射出的光，射向杯外时发生折射，折射光的反向延长线上的C'部分，就是人眼看到的水中那部分筷子的虚像。


（4）海市蜃楼


海市蜃楼是一种由光的折射产生的自然现象，多发生在夏天的海面上，夏天空气较热，而海水相对较凉，海面附近空气的温度比上层空气的低，空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀疏，来自远方地面处物体的光，本来不能到达我们的眼睛，但有一部分光由于不同高度的空气的疏密不同而发生折射，逐渐弯向地面（如图4所示），进入我们的眼中，我们逆着光望去，就看见了远处的物体所形成的虚像。


早晨，我们看见的太阳，其实是太阳的虚像，这是由于光从太阳射向地球时，在疏密不均匀的大气层中发生了折射，光的传播路径是弯曲的。所以早上太阳还没有到达地平线，我们就可以看见太阳的虚像，傍晚太阳已经落到地平线以下，我们仍然可以看见太阳的虚像，所以一天时间里，我们能够看见太阳的时间比太阳实际出地平线的时间要长一些。





图 1 图 2 图 3 图 4


【例题】太阳光穿过地球大气层时会发生折射。如果没有这层大气，会出现（ ）


A.日出会提前，日落会延迟 B.日出和日落都会提前


C.日出会延迟，日落会提前 D.日出和日落都会延迟


答案：C