第四章 光现象 第四节 光的折射 学案 2022-2023人教版八年级物理上册（ word版有答案）

第四章 光现象
第四节 光的折射
【学习目标】
知道光发生折射的条件；
了解光的折射规律（重点）；
会画光的折射光路图；
能解释生活中因光的折射引起的视觉差异（难点）；
知识滚动
1.光在 中沿直线传播。光在传播过程中，遇到两种介质的分界面后，返回原来介质的现象，叫做 。
2.身高1.7m的人在平面镜前1.5m处，平面镜高1m，则人与像的距离和人在平面镜中的像高分别是（　　）
A．1.5m；1.7m B．3m；1.7m C．3m；3.4m D．1.5m；1m
3.关于平面镜成像的特点及其实验探究，下列说法正确的是（　　）
A．使用光屏是为了承接蜡烛所成的像
B．将蜡烛靠近玻璃板，像将远离玻璃板
C．选两支相同的蜡烛是为了比较像与物的大小
D．蜡烛所成像的大小与它到平面镜的距离有关
4. 下列有关光的现象中，正确的说法是（　　）
A．夏天太阳光经过树叶的空隙照在地面上会形成圆形光斑，这是由于光的反射形成的
B．光与镜面成30°角射在平面镜上，则其反射角也是30°
C．人在照镜子时，总是靠近镜子去看，共原因是靠近时像会变大
D．投影式电子白板屏幕通常都比较粗糙，这里利用了光的漫反射
5. 如图4.4-1，水面上方有一树枝AB，根据平面镜成像的特点画出它在水中的像A′B′。
6.如图4.4-2所示，女孩到鞋店去买鞋，她站在镜子MN前着自己穿着新鞋的效果，①画出代表新鞋的A点在平面镜中的像A'。②画出女孩眼睛B点看到新鞋A点在平面镜中所成像的光路图。
7.如图4.4-3所示，将一光源置于竖直的平面镜前的S点，A处的人会看到平面镜中也出现一个“光源”。图中对于人眼看到平面镜中“光源”的作图过程中，正确规范的是（图中的数字符号表示的是作图的先后次序）（　　）
二、新课引入
学生实验1.如图4.4-4，找一个透明的圆柱状水杯装一杯水，把铅笔斜插入水中，从水杯的上方、侧面各个角度进行观察。你发现了什么？铅笔真的折断了？
学生实验2.如图4.4-5，在投影仪的平台上放一把尺子，再放上一块玻璃砖，观察到尺子错位了，好像折断了一样。拿走玻璃砖，法线尺子完好如初。
思考：以上两个实验中铅笔和尺子“好像折断了”，这种视觉差异是什么原因造成的？铅笔和尺子“折断”的方向是固定的吗？
三、新课教学
知识点一 光的折射现象
几个基本概念
演示试验1.如图4.4-6所示，用一束激光斜射如一个装有适量牛奶水的透明烟箱里，可以观察到，入射光线遇到水面后分成了两束，一束光返回空气中，发生了 ，另一束光进入水中，且传播方向发生了 。
我们把光从一种 斜射入另一种 时，传播方向
的现象，叫做 。
如图4.4-7所示，O为 点，AO是 光线，OB是 光线，
∠i是 ，∠r是 ，NN’是 ；
OC是 ， 与 的夹角∠γ是 。
光发生折射的条件
学生实验3.用一束激光垂直由空气中垂直射入牛奶水中，观察光的
传播方向是否发生改变。
归纳总结：光发生折射的条件：（1）有两种不同的 ；（2）光 到分界面；
知识点二 光的折射规律
演示实验2.在空碗里放一个硬币，找多位同学从侧面观察，一直后退，直到刚好看不见硬币，教师往碗里慢慢加水，同学们还能再看见硬币吗？
我们能看见物体，是因为物体发出的光或 的光进入了我们的眼睛。硬币 的光从水中射入空气时，传播方向发生了 ，偏离了原来的传播方向，再次进入人眼。那么，光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线之间存在什么关系？折射光线会往哪个方向偏折？折射角和入射角又存在什么关系？
学生实验4.探究光的折射规律
【提出问题】折射光线、入射光线和法线之间存在什么关系？光发生折射时，会往哪个方向偏折？折射角和入射角之间存在什么关系？
【猜想假设】说说你的想法
【设计实验并进行实验】
1.实验器材：光的折射演示仪、激光笔
2.实验步骤：（1）将一束激光贴着光屏垂直射入水中，不断增大入射角，观察光束在空气中和水中的径迹，观察入射角度和折射角的大小，如图4.4-8所示；
固定激光的入射角度，用另一种颜色的激光沿着折射光线的方向射向O点，观察光束在水中和空气中的径迹；
让光束由水中射入空气，重复步骤（1）（2）
将水换成玻璃砖，重复上述实验过程；
【分析论证】
（1）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向 方向偏折；折射角 入射角；当入射角增大时，折射角 ；当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向 。
（2）光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射光线向 方向偏折；折射角 入射角；当入射角增大时，折射角 ；当光从水中或其他介质中垂直射入空气中时，传播方向 。
（3）在光的折射现象中，光路 。
【评估交流】（1）多次实验的目的是 ；
要将水换成玻璃，再次实验，目的是 ；
上述实验过程，还有哪些地方可以改进？与同学讨论交流，说说你的想法。
例1.(回归课本)如图4.4-9所示，哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路（　　）
变式训练1.如图4.4-10所示，光在玻璃和
空气的界面CD同时发生了反射和折射，以下说法正确的是（　　）
A．入射角为60°，界面右侧是空气 B．折射角为45°，界面右侧是玻璃
C．入射角为30°，界面左侧是空气 D．折射角为45°，界面左侧是玻璃
知识点三 光的折射画图
知识点三 画光的折射光路图
例2.如图4.4-11所示，有一束与水平面成45°角的光斜射入鱼缸的水中，发生反射和折射现象，请你画出反射光线并大致画出折射光线的路径。
变式训练2.（回归课本）如图4.4-12所示，一束光射向一块玻璃砖，画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃后的光路图。
知识点四 生活中典型的折射现象
如图所示4.4-13，生活中，我们经常存在这样的错觉。其原因是：池底A点发出的光从水里斜射向空气时，传播方向发生 进入人眼。人眼习惯根据光沿 来确定位置，沿着 光线反向看过去，错以为光从A’发出。实际上，人眼看到的A’只是“抬高了”得A点的 像。
池子变浅
例3.（回归课本）如图4.4-14所示是人眼看到池底某点的光路，其中正确的是（　　）
变式训练3.（回归课本）如图4.4-15所示，人眼在A处看见河里B处有一条鱼，请你用作图的方法确定鱼的大致位置并完成光路。有经验的渔民都知道，若此时要叉鱼，应该瞄准的
（填“B点左下方”、“B点”或“B点右下方”），若在岸上用激光照射鱼，应该瞄准 （填“B点左下方”、“B点”或“B点右下方”）。
（二）岸物“变高”
例4.如图4.4-16所示，喷水鱼因特殊的捕食方式而得名，能喷出一股水柱，准确击落空中的昆虫作为食物。下列各图中能正确表示喷水鱼看到昆虫像的光路图的是（　　）
变式训练4.如图4.4-17所示，能正确说明“水中的潜水员看见岸上树梢位置变高的原因”的光路图是（　　）
（三）物体“折断”和“错位”
例5.插入水中的铅笔，在水中的部分看起来向上弯折，如图4.4-18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。
变式训练5.如图4.4-19（1）所示，从某一角度透过玻璃砖看紧贴在砖后的钢笔，中间一段笔杆好像错位了。为分析错位原因，选取笔杆与砖面接触处的一点S，用图（2）研究（已画出S及人眼的位置），请画出像点S′的大致位置及成像光路图。
四、慧化亮人——课堂提升
1.（回归课本）如图4.4-20所示，天空出现了不知名的建筑，甚至还能看到街上行人的生活场景。海市蜃楼现象多发生于沙漠和沿海地区，这些地区不同高度空气疏密不均匀，来自地平线以下的光在传播过程中发生 ，进入人眼。人眼逆着
的方向看过去，就看见了物体在天上呈现的 像。
2.（回归课本）如图4.4-21所示，陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲)，往茶杯中倒入一些水后，又能够看见硬币了(如图乙).造成“看不见”和“又看见了”的原因分别是（ ）
A.光的直线传播和光的折射
B.光的直线传播和光的反射
C.光的反射和光的折射
D.光的反射和光的直线传播
3.如图4.4-22所示为光从空气射向玻璃时发生折射的光路图，由图可知，入射光线是 ，折射光线是 ，入射角是 度。界面的 （选填“上”“下”、“左”、“右”）侧是空气。
4.如图4.4-23所示，画出光线AO斜射入半圆形玻璃砖的光路图（O为圆心）
5.小明同学为探究光的折射规律设计了如图4.4-24所示的实验装置，在玻璃水槽中竖直放置的光屏由E和F两个半圆形光屏组成，其竖直方向的直径NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM在水平方向前后折转。
（1）实验时，先让光屏EF位于同一平面内，一束激光贴着光屏E从空气斜射入水中，在光屏F上 （选填“能”或“不能”）看到折射后的光束；小明将光屏F向后折转一定角度后，则在光屏F上 看到折射光线，这说明折射光线和入射光线 （选填“在”或“不在”）同一平面内。
（2）比较折射光线OB、入射光线AO相对于MON的位置关系，得到的结论是
。
（3）小明探究光从水射向空气时，折射角与入射角的关系，测得的数据如上表所示。由表中数据可知，光从水斜射入空气中时，折射角 （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；继续不断地增大入射角，在空气中的折射光线 （选填“有可能”或“不可能”）消失。
（4）当光线以45°入射角从空气中射向水中时，折射角等于 °。（俏面书生）
光的折射
知识滚动
1.同种均匀介质中 光的反射 2.B 3.C 4.D 5.如图4.4-1所示
6.如图4.4-1所示 7.D
新课引入 略
新课教学
知识点一 光的折射现象
几个基本概念 反射 折射 介质 介质 发生偏折 光的折射 入射 入射
反射 入射 反射 法线 折射光线 折射光线 法线 折射角
光发生折射的条件 介质 斜射
知识点二 光的折射规律
演示实验2 反射 反射 折射
学生实验4.探究光的折射规律
【分析论证】（1）靠近法线 小于 增大 不变（2）远离法线 大于 增大 不变（3）可逆
【评估交流】（1）便于发现普遍规律，避免结论具有偶然性
（2）便于发现普遍规律，避免结论具有偶然性 （3）略 例1.C 变式训练1.D
知识点三 光的折射画图 例2.如图4.4-11所示 变式训练2.如图4.4-12所示
知识点四 生活中典型的折射现象 偏折 直线传播 折射 虚
池子变浅 例3.D 变式训练3.B点左下方 B点
（二）岸物“变高” 例4.C 变式训练4.C
（三）物体“折断”和“错位”
例5.如图4.4-18所示 变式训练5.如图4.4-19（2）所示
课堂提升
1.折射 折射 虚 2.A 3.CO OB 60 左 4.如图4.4-23所示
5.（1）能 不能 在（2）光从空气斜射入水中时，折射光线靠近法线（3）大于 有可能
（4）320
（俏面书生）
图4.4-2
图4.4-1
图4.4-3
A B C D
图4.4-4
图4.4-5
图4.4-6
图4.4-7
图4.4-8
知识归纳：
1.折射光线、入射光线和法线在同一平面内；
2.折射光线、入射光线分居法线两侧；
3.
4.在光的折射现象中，光路可逆；
5.入射角增大（减小），折射角也增大（减小）；
6.光从一种介质垂直射入另一种介质，传播方向不变，不会发生折射；
7.光在不同介质中的传播速度不同！！！
图4.4-9
图4.4-10
方法归纳：
找入射点O ；
（2）过点O画法线NN’（虚线+垂足）
（3）光的折射定律，作折射（或入射）
光线（标箭头）
标入射角和折射角
总之：在光的折射现象中， 空大玻小 ：即空气中的光线与法线的夹角最大，玻璃中的光线与法线的夹角最小。
（2） （3）
玻璃砖
图4.4-12
图4.4-11
A’
A
图4.4-13
A B C D
图4.4-14
图4.4-15
A B C D
图4.4-16
A B C D
图4.4-17
图4.4-19
（1）
图4.4-18
（2）
S
方法归纳：
（一）岸上看水下，遵循“上看偏上，左看偏左，右看偏右”，如图
假如光线从水里A点出发入射到空气，进入人眼，人眼习惯根据光的直线传播确定位置，逆着折射光线的方向看过去，错误以为光线从A’射出，而实际A’只是A的虚像。
要叉鱼，往A’的左下方或右下方，要用激光照鱼，直接往看到的A’照过去就行，因为光路可逆！
（二）水下看岸上，遵循“下看偏上，左看偏右，右看偏左”，如图
总结：无论岸上看水下，还是水下看岸上，看到的都是把对方“抬高”了的虚像。
图4.4-20
图4.4-21
图4.4-23
图4.4-22
图4.4-24
图4.4-1
图4.4-2
图4.4-11
图4.4-12
图4.4-23
图4.4-19（2）
O
图4.4-18