(共32张PPT)
第四章 光现象
第4节 光的折射
你见过下面的现象吗?你知道为什么吗?
学习目标
(重点)通过探究理解光的折射规律.
能利用光的折射定律解释生活中的相关现象.
知识链接:光的反射定律.
(阅读课本P81~83,完成以下问题)
1.光从一种介质 另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射.
斜射入
课前预习
2.认识基本概念:
AO是 光线,OB是 光线,NN'是 .入射角是 和 的夹角,在图中是
,折射角是 和 的夹角,
在图中是 .
∠BON'
法线
折射光线
∠AON
法线
入射光线
法线
折射
入射
3.光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线向 偏折,折射角 入射角;入射角增大时,折射角也随着 ;当光垂直射向介质表面时,传播方向 .
不变
增大
小于
法线
4.在光的折射中光路是 的.
5.从水面上看水中的物体,看到像的位置比实际位置偏
.
6.阅读课本P83“科学世界”,海市蜃楼是由于光的
形成的.
折射
高
可逆
光的折射基本概念
分界面
A
C
O
入射光线
入射点
折射光线
N
法线
入射角
i
折射角
r
射到介质分界面上的光线
进入另一种介质的光线
经过入射点且垂直于介质分界面的直线
入射光线与法线的夹角
折射光线与法线的夹角
空气
水
课前预习
知识点一 光的折射
【例1】小明同学为探究光的折射规律,设计了如图所示的实验装置,甲图中,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在水平面内前后折转.乙图是光从空气射入一块半圆形的玻璃砖.
(1)用甲图进行实验时,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上可以看到折射后的光束.AO是 光线,OB是 光线,ON是 .在图中入射角是 ,折射角是
.
∠MOB
∠AON
法线
折射
入射
(2)小明将甲图中光屏F向后折转一定角度后,则在光屏F上
(选填“能”或“不能”)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.
在
不能
分析实验和表中数据,可以得到一些规律:
①当光从一种介质垂直射入另外一种介质时,光的传播方向
(选填“改变”或“不变”).
②光发生折射时,折射光线和入射光线分别位于法线的
.
两侧
(3)在甲图、乙图中,小明将光从空气分别射入水和玻璃中,并记录了如下数据:
不变
空气中的入射角∠i 0° 30° 45° 60°
水中的折射角∠r 0° 22° 32° 40°
玻璃中的折射角∠θ 0° 17° 24° 30°
③光从空气斜射入其他介质时,折射角随着入射角的增大而
(选填“增大”或“减小”);折射角 (选填“小于”或“大于”)入射角.
④在乙图中,小明在玻璃的右下角用另一只激光笔让光贴着光屏F沿BO射向空气时,可看到折射光线沿OA方向射出,这说明在光的折射现象中光路是 的.
(4)在探究光折射时的特点的实验中,当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角与入射角的关系是_____________
.
入射角
折射角大于
可逆
小于
增大
【思路点拨】光的折射规律可以概括为:三线共面,法线居中,空气角大.
【变式训练1】画出图中的折射光线的大概位置,并标出入射角∠i和折射角∠r.
答案图
如图所示
(1)光折射时,折射光线、入射光线与法线在同一平面内。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
(3)当光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时,折射角小于入射角;当光从水或玻璃等透明物质斜射入空气时,折射角大于入射角。
(4)折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。
(5)在光的折射现象中,光路是可逆的。
实验结论
探究光折射时的特点
【例2】甲中,将筷子插入水中,筷子在水中的部分看起来向上弯折了;乙中,将一块厚玻璃放在一支铅笔上,斜着看上去铅笔似乎折成了三段,这都是光发生了 的缘故.
知识点二 光折射现象的解释
折射
【变式训练2】叉鱼时,我们会叉在看到鱼的下方,来自鱼的光线,由水进入空气时,会在水面发生折射,折射角大于入射角, 光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点发出来的,看到的“鱼”是鱼的 ,鱼的像比鱼的实际位置 .所以叉鱼时应瞄准看到鱼的下方才能叉到鱼.
浅
虚像
折射
生活中的折射现象
生活中的折射现象——为何又能看见硬币了
放在容器底部刚好看不见的硬币,加上水为何又会看得见?
【分析】在未加水之前的硬币S点,射入人眼的这部分光,被容器的边沿挡住如图甲所示,射向其他方向的光线,也没有射进人的眼睛,所以,人眼看不见硬币。当水加到一定程度时,S点从水射入空气时,在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼。如图乙所示,人可以看见硬币,其实,人看到的只是硬币的虚像。
1.光线从空气斜射到一块玻璃表面时,下图中可以较全面、正确反映光传播路径的是( )
C
课堂导学
A.光的折射 B.光的反射
C.光的直线传播 D.光的色散
2.把一支铅笔斜插入盛水的玻璃杯里,看上去铅笔好像在水面上折断了,如图所示.这是由于下列什么现象引起的( )
A
3.光从空气斜射入玻璃,最后从下表面再射入空气,以下光路图合理的是( )
C
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 .
60°
45°
45°
OC
OB
AO
5.(教材母题变式)一个晴朗的周末午后,林林陪同妈妈在河边散步,只见水中的鱼儿在“云”里欢畅地游动,实际上林林看到的鱼儿是光 形成的虚像,而水中的“云”则是光 形成的虚像.
反射
折射
6.如图甲所示,在“观看水中的硬币”活动中,把一枚硬币固定在空杯的底部,找一个角度使你刚好看不到硬币的最右端A点.保持眼睛和杯子的位置不变,在同学逐渐把水加入到杯中的过程中,硬币上的B点和C点能先后被你看到.
(1)你所看到的水中硬币是一个变 (选填“深”或“浅”)的虚像.
(2)图甲中画出了刚看到C点时光的传播示意图,入射角是αC;如果刚看到B点时的入射角是αB,则αB (选填“>”“<”或“=”)αC.
=
浅
(3)请在图乙中画出眼睛看到水中硬币的光学原理图.
答案图
如图所示
光
的
折
射
定义
特点
三线共面
两线分居
折随入变
光路可逆
应用
解释现象
作图
【基础概念易错辨析】
1.光从空气射入其他透明介质中时,一定会发生折射现象.( )
2.光在折射时,折射角一定小于入射角.( )
3.入射光线向法线靠拢,折射光线也一定向法线靠拢.
( )
√
×
×
易错辨析
【重难易错】潜入游泳池水中的运动员仰头看体育馆墙壁上的灯,他看到的灯的位置( )
A.比实际位置高 B.比实际位置低
C.与实际位置一样高 D.条件不足无法判断
A
错因分析:不能理解光的可逆性.岸上的人观察水中的物体时,会看到比原位置高的虚像,同样,在水中观察岸上的物体时,也会看到比原位置高的虚像,这是因为光发生折射时,光路是可逆的.