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第13讲 光的折射
认识光的折射现象
知道光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律
能辨认或解释与光的折射有关的简单现象
光的折射
1、认识折射：将一束激光从水槽侧面射入让光线从空气进入水中，观察光线的传播路径，试一试，感受光的路径
2、探究光的折射现象
提出问题 光从一种介质射入另一种介质，传播方向会发生改变吗
探究方法 让激光斜射到空水槽底部，标记为O点，然后向槽内注水。 观察光斑的位置变化
现象描述 加水以后，光斑的位置 向左移动 。
探究结论 光从空气斜射入水中时，在水面处发生 偏折 ，改变了 传播方向 。
3、光的折射： 光从一种介质射入另一种介质，传播方向会发生改变 的现象叫作光的折射。
4、与光的折射有关的基本概念（如图）
一点 入射点
一面 一个平面
两角 入射角 入射光线和法线的夹角
折射角 折射光线和法线的夹角
三线 入射光线
折射光线
法线
特别提醒：
（1）光从一种介质进入另一种介质时，既发生光的 反射 ，也发生光的 折射 。
（2）如果同种介质疏密不均匀，光在其中也会发生 折射 ，海市蜃楼就是因此而产生的。
探究光的折射特点
实验步骤
让一束光从空气斜射入水中观察，折射光线入射光线和法线之间的关系，比较折射角和入射角的大小，并描画出光速在空气和水中的传播路径
方向 入射角 折射角 角度比较
空气到玻璃 0
30
60
0
玻璃到空气 30
40
改变入射角的大小，观察折射角的变化情况
让一束光垂直于水面射入水中，观察折射情况
让一束光逆着折射光线的方向，从水中斜射入空气中，观察折射现象
实验结论
当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角 小于 入射角（折射光线偏向 法线 ）；当入射角增大时，折射角也 增大 。
当光从空气垂直入水中或其他介质中时，传播方向 不变 。即折射角=入射角= 0度
在光的折射现象中，光路是 可逆的 。
当光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角 大于 入射角（折射光线偏向 界面 ）。
三、生活中的折射现象（形成虚像）
1、筷子看起来向上折断了
2、水中看树
3、海市蜃楼的成因
考点一：光的折射现象
例1．如图所示的光学现象中，属于光的折射的是（ ）
A．图①中雨后天空中的“彩虹” B．图②中水中的“倒影”
C．图③中“手影”的形成 D．图④中树荫下圆形的“光斑”
【答案】A
【详解】A．雨后“彩虹”是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，故A符合题意；
B．水中“倒影”是平面镜成像，是光的反射现象形成的，故B不符合题意；
C．“手影”是光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．树荫下圆形的“光斑”是小孔成像现象，小孔成像是光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选A。
考点二：探究光的折射规律
例2．小辉同学用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示：
入射角α 0° 30° 45° 60°
反射角γ 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）由表中数据可得到的结论是：当光从空气斜射入水中时，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前两空选填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角随着入射角的增大而__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为___________；
（3）分析表中数据猜想，当光从空气射入其他介质时，折射角_________（填“可能”或“不可能”）达到90°；
（4）小辉同学在实验时，当他沿AO方向射入一束光，F光屏上没有反射光和折射光，可能原因是__________。
【答案】 等于 小于 增大 45° 不可能 F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度
【详解】（1）[1][2][3]由表中数据（或由光的折射规律）可知，反射角始终等于入射角；光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；后三组对应的数据中，折射角都小于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。
（2）[4]从表格中数据可得，当空气中的入射角为45°时，水中的折射角为32°，由光路可逆得，当光从水中射向空气，若入射角为32°，则光在空气中的折射角为45°。
（3）[5]由表格中的数据可知，当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其他介质时，折射角不可能达到90°。
（4）[6]根据光的反射和折射规律，入射光线、折射光线、反射光线始终处于同一平面内，因为光线AO是贴着E光屏入射的，所以只要F光屏与E光屏在同一平面内，在F光屏上就能看到反射光线和折射光线，而题中F光屏上没有反射光和折射光，说明F光屏与E光屏并不在同一平面，原因是F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。
考点三：光的折射作图
例3．如图所示，画出光线AO斜射入水中时的折射光线，并标出折射角r。
【答案】
【详解】光线AO从空气斜射入水中时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，折射角为折射光线与法线之间的夹角；如图所示：
考点四：解释生活中的折射现象
例4．如图所示，人所看到的鱼比实际鱼的位置偏_______（深/浅），这是由于光从_______射入_______中发生折射造成的。
【答案】 浅 水中 空气
【详解】[1][2][3]人眼看到水中的鱼，是由于水中鱼身上反射的光线在水面发生折射进入空气，折射光线进入人的眼睛，人眼逆着进入人眼的光线看到的偏上的虚像。
考点五：光的折射规律的应用
例5．如图所示，是一束光从玻璃斜射入空气中的光路图，入射角是________度，反射角是________度，折射角为________度，在界面的________（选填“上”或“下”）侧是空气。
【答案】 30 30 46 下
【详解】[1]入射角与法线的夹角为入射角，由图可知，光从玻璃斜射入空气中，此时的入射角为30°。
[2]根据反射定律，反射角等于入射角，反射角也为30°。
[2]折射光线与法线的夹角为折射角，折射光线与界面的夹角为44°，则折射角为 90°-44°=46°
[3]当光线从空气射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。因此时折射角大于入射角，所以界面的下侧是空气，上侧是玻璃。
1．如图一束光从左往右照在没水的游泳池底部，形成了一块耀眼的光斑，在往游泳池里加水直到加满的过程中，这块光斑将（ ）
A．先右移然后停止 B．先左移然后停止
C．一直向左移动 D．一直向右移动
【答案】B
【详解】当容器内加水时，由光的折射规律可知，光线将发生折射现象，折射光线靠近法线，即向下偏折，也就是在容器底的光斑向左移动、，当水加满后，光斑就停止移动，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
2．下列那幅图正确地表示了光从空气射向玻璃表面时，发生反射和折射的光路图（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】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A不符合题意；
B．光从玻璃空气斜射入空气，光线画法错误，折射光线与入射光线应分居法线两侧，故B不符合题意；
C．光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角，反射角等于入射角，故C符合题意；
D．光从空气斜射入玻璃，折射角应小于入射角，而图中折射角等于入射角，故D不符合题意。
故选C。
3．如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（ ）
A．他俩看到的鱼是由于光从空气斜射入水中时发生折射形成的变浅了的虚像
B．他俩看到的鱼是由于从水中斜射入空气时发生折射形成的变深了的虚像
C．小明应叉看到的鱼的下方，老王应对准看到的鱼照
D．小明和老王都应对准看到的鱼的下方
【答案】C
【详解】A．他俩看到的鱼是水中的鱼反射的光斜射入空气中，故A错误；
B．从水中斜射入空气时发生折射，折射角大于入射角，折射光线远离法线，向水面偏折，所以看到的是变浅的虚像，故B错误；
CD．小明看到的是变浅的虚像，所以叉鱼要对准“鱼”的下方，由于在光的折射中，光路是可逆的，因此老王将电筒光对着看到的“鱼”射入，就能照亮真实的鱼，故C正确，D错误。
故选C。
4．如图所示，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．入射角为30°，界面左侧是空气
C．折射角为45°，界面左侧是玻璃 D．折射角为45°，界面右侧是玻璃
【答案】C
【详解】已知CD是界面，法线为过O点且与界面垂直的一条直线，如图所示
由图可知，根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OE一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射光线；∠AOC=60°，根据光的反射定律可知，∠BOD=60°，所以入射角为θ入=90°-60°=30°
而∠COE=45°，根据光的折射定律可知，则折射角为θ折=90°-45°=45°
因折射角大于入射角，所以CD的右边是空气，左边是玻璃。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．如图，观赏水面风景照片时，总发现景物的“倒影”比本身暗一些，这是由于（ ）
A．“倒影”是水面反射形成的实像
B．冲洗照片质量有问题
C．入射水面的光线有一部分折射入水中
D．入射水面的光线有一部分被反射掉
【答案】D
【详解】A．水面相当于平面镜，“倒影”是水面反射形成的虚像，故A错误，不符合题意；
BCD．在观察水面风景照片时，总发现景物的“倒影”比本身暗一些，是因为光一部分反射到空气中，另一部分折射入水中，所以“倒影”变暗了，故D符合题意， BC不符合题意。
故选D。
6．如图是一根直树枝斜插在湖水中的一张照片，下列分析正确的是（ ）
A．OC是树枝在水中的部分 B．OC是树枝折射形成的像
C．OB是树枝反射形成的实像 D．OB是树枝折射形成的像
【答案】B
【详解】AB．斜插在湖水中的树枝由于光的折射成像，看起来向上偏折，OC是树枝折射形成的虚像，故A错误，B正确；
CD．树枝斜插在湖水中，水面相当于平面镜，树枝在平面镜中成像，像和物关于平面镜对称，所以OB是树枝反射形成的虚像。故CD错误。
故选B。
7．如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图。则∠______为折射角（选填“a”、“β”或“γ”）。
【答案】γ
【详解】由反射规律可知，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射光线和入射光线在界面的同侧可知，∠a为入射角，∠β为反射角；由折射规律可知，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射光线与入射光线在不同介质中，光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角可知，∠γ为折射角。
8．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，如图所示，诗人看到的潭底和水中的鱼都是___________像，这是光的___________现象，是光从___________中斜射入___________中时发生的。
【答案】 虚 折射 水 空气
【详解】[1][2][3][4]“潭清疑水浅，荷动知鱼散”指的是，水底和水中鱼反射出的光，从水中斜射入空气时，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折。所以诗人看到的是变浅池底和鱼的虚像。
9．一束光线斜射到两种介质的界面上，它与界面成20°角，反射光线跟折射光线的夹角恰好是90°，则折射角为______°；当光线与界面的夹角逐渐增大时，反射光线跟折射光线的夹角______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 20 增大
【详解】[1][2]因为入射光线与界面的夹角等于20°，所以入射角为
又因为反射角等于入射角，所以反射角为70°；因为反射光线与折射光线的夹角等于90°，所以反射角与折射角之和等于90°，故折射角为
当光线与界面的夹角逐渐增大时，入射角逐渐减小，则反射角、折射角也随着减小，反射光线与界面的夹角变大、折射光线与界面的夹角变大，所以反射光线跟折射光线的夹角增大。
10．如图所示，将一枚硬币放在空碗底部，然后退到眼睛恰好看不到硬币的位置，保持眼睛、碗和硬币的位置不变，缓缓向碗里倒水，随着水面升高，又看到了“硬币”。其实看到的硬币是变浅的_________（选填“实像”或“虚像”）。硬币上有A、B两点，先看到硬币上的_________点。
【答案】 虚像 A
【详解】[1]人看到水中的硬币是由于硬币反射的光线由水中斜射入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人会认为光是沿直线传播的，会逆着折射光线的方向看去，就会看到硬币的虚像，比实物变浅了，所以看到硬币是由于光线折射时，折射角大于入射角造成的。
[2]先后看到的两点的折射光线的方向不变，法线的方向不变，所以折射角大小不变，则入射角大小不变，所以随着水面升高，先看到硬币的A点。
11．小明到游泳馆去游泳，到了游泳池边，他看到的池底比实际位置要_________（选填“高”或者“低”），然后他潜入池底，看到天花板上的电灯比实际位置要_________（选填“高”或者“低”），这两个现象都是由于光的_________造成的。
【答案】 高 高 折射
【详解】[1][2][3]小明到游泳馆去游泳，到了游泳池边，此时折射光线远离法线，看到的池底比实际位置高；潜入池底后，当光从空气斜射入水中时，他看到天花板上的电灯比实际位置要高。
12．画出反射光线，标出反射角的大小，并大致画出折射光线，标出折射角的位置。
【答案】
【详解】过入射点作出法线，由图可知，入射光线与介面的夹角为45°，则入射角等于90°﹣45°＝45°
再根据反射角等于入射角，在法线右侧空气中画出反射光线；光由空气斜射进入水中时，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，据此完成光路，如下图所示：
13．小明同学在做探究光的折射特点实验，通过实验得到如表的数据。
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
根据光路图和分析表中数据回答下列问题：
（1）一束光从空气斜射到水面时，这束光将发生 ___________和 ___________现象；
（2）由表数据可知，光从空气斜射进入水中，折射角 ___________入射角，若一束光从水中斜射入空气时，折射角 ___________入射角（以上两空选填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是：___________；
（3）小凡同学的体验：他潜入游泳池水中看泳池边的路灯，觉得路灯不在原来的位置，他看到路灯的位置要 ___________（选填“高于”或“低于”）路灯的实际位置；
（4）该同学根据以上结论总结出了光的折射定律，请你写出该同学上述探究实验过程存在的不足：___________。
【答案】 反射 折射 小于 大于 光在折射时，光路是可逆的 高于 只用一种介质，实验数据具有偶然性
【详解】（1）[1][2]一束光从空气斜射到水面时，有一部分光被反射回空气中，另一部分光会进入水中发生折射。
（2）[3][4][5]由表数据可知，光从空气斜射进入水中，折射角小于入射角，根据折射现象中光路是可逆的可知，若一束光从水中斜射入空气时，折射角大于入射角。
（3）[6]小凡同学的体验：他潜入游泳池水中看泳池边的路灯，光线从空气斜射入水中，折射角小于入射角，人看到的是折射光线反向延长线交点所构成的虚像，位置要比实际路灯的位置高。
（4）[7]该同学只通过一次实验便得出结论，实验数据具有偶然性，应该换用其他透明介质再做此实验，使结论更具有普遍性。
1．如图所示，MN为水面，PQ为法线，水面下A处有潜水员，水面上方B、C处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察，以下说法正确的是（ ）
A．小明看到小红的像是由于光的折射形成的
B．潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的
C．小明观察小红的像所对应的光路中，BO是入射光线
D．潜水员观察小明的像所对应的光路中，折射角为37°
【答案】D
【详解】A．小红反射的光线经水面后发生反射后，射入小明的眼睛，所以小明看到小红的像，是由于光的反射形成的。故A错误；
B．潜水员看到的是小明变高的虚像，是光的折射形成的。故B错误；
C．小明观察小红的像对应的光路中，CO是入射光线，故C错误；
D．潜水员观察小明的像对应的光路中，OA是折射光线，折射角为37°。故D正确。
故选D。
2．如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（ ）
A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动
B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动
C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动
D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水
【答案】D
【详解】A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动，入射光线的方向不变，入射角不变，入射点向左移动，折射角不变，所以光斑会向上移动，故A不符合题意；
B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动，入射光线的方向不变，入射角不变，入射点向左移动，折射角不变，所以光斑会向上移动，故B不符合题意；
C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动，入射点向左移动，入射角变小，折射角液变小，所以光斑会向上移动，故C不符合题意；
D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水，水面下降，入射点向下左移动，入射角不变，折射角不变，则光斑向下移动，故D符合题意。
故选D。
3．如图中能正确表示光从空气进入玻璃中的光路是（ ）
A．B．C． D．
【答案】D
【详解】当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角，折射光线靠近法线，入射光线、折射光线分居在法线的两侧，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．光从空气垂直入射到空气和水的分界面上，此时（ ）
A．反射角等于入射角，都等于90°
B．折射角小于入射角
C．折射角大于入射角
D．反射角、折射角都等于入射角
【答案】D
【详解】光从空气垂直入射到空气和水的分界面上，入射光线与法线重合，入射角为，根据反射定律可知反射角为；光线进入水中传播方向不变，折射光线与法线重合，折射角为，故反射角、折射角都等于入射角，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
5．小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在鸟上游”，如图所示（ ）
A．看到的“鱼”是虚像
B．水中的“鸟”是实像
C．看到的“鱼”比实际位置深
D．水中的“鸟”是光的折射形成的
【答案】A
【详解】水中的鱼反射的光线斜射入空气中时，发生光的折射，人逆着折射光线的方向看去，是鱼的虚像，在实际物体的上方，比实际物体位置浅。看到水中的“鸟”属于平面镜成像，平面镜成像的原理是光的反射，所成像为正立的虚像。
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线______是同一束光，界面的上方是______（选填“玻璃”或“空气”）。
【答案】 ③ 空气
【详解】[1][2]根据光的折射定律的内容可知：入射光线、法线、折射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，当光线从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；当光线从玻璃斜射入空气时，折射角大于入射角。由图可知，②和③是同一束光线，界面上方为空气。
7．小凤在演示光的折射实验时，在一圆柱形敞口容器左侧某一高度斜射入一束激光后，发现容器底部产生一个光斑O，如图所示。若她保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小，折射角会______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若她保持激光笔位置和激光入射角不变，使水面______（选填“上升”、“下降”或“不变”），会观察到光斑向右移动。
【答案】 减小 下降
【详解】[1]由光的折射规律可知，折射角随入射角减小而减小，所以当入射角减小时，折射角也会随之减小。
[2]由于光从空气中斜射入水中折射率不变，光斑向右移动时，折射光线平行于原折射光线，则折射点降低，所以应使水面下降。
8．吃饭时，小明又想起了课堂上老师做的“神奇的硬币”实验，如图甲所示，碗里有一枚硬币，而此时看不见它，是由于光沿 _____的缘故；当慢慢往碗里倒水时，随着水面的升高会看见硬币，如图乙所示，这是光的 _____现象。
【答案】 直线传播 折射
【详解】[1]碗里有一枚硬币，此时硬币反射出的光线被陶瓷茶杯壁挡住，所以人看不到硬币了，这是光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故。
[2]当慢慢往碗里倒水，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，光会在水面处发生折射，折射光线远离法线方向，人眼逆着折射光看去，看到的是变高的硬币的像，这是光的折射造成的。
9．如图，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中注入适量水，水槽底部光斑将移到O点的_________（选填“左”或“右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，则折射角将_________（选填“增大”“不变”或“减小”），与未注水时相比光斑亮度_________（填“变亮”“不变”或“暗”）。
【答案】 左 不变 暗
【详解】[1]当向水槽内注入适量的水后，光从空气斜射入水中发生折射，折射角小于入射角，因此光线移动到O点左侧。
[2]继续沿水槽壁缓慢注水，入射光线与水面的交点向左移动，折射光线逐渐向左偏折，但是入射角不变，折射角和反射角的大小也不变。
[3]注水后，入射光线在界面处发生了折射和反射，与未注水时相比折射光线的光斑亮度会变暗。
10．如图，一束光从A点射向水面上的O点，照射到容器底部的B点，如果要让折射光线射到C点，在保持入射点不变时，应______（选填“增大”或“减小”）入射角或者在保持入射光线位置不变时，应_______（选填“加水”或“排水”）。
【答案】 减小 加水
【详解】[1]让折射光线射到C点，那么折射角会变小，根据折射定律可知入射角会减小。
[2]保持入射光线位置不变，若液面上升折射点左移，折射光线会左移，会照射到C点，因此应该加水。
11．如图所示，入射光线与水面成30°角斜射入水中，请作出其反射光线和折射光线。
【答案】
【详解】过入射点O作垂直于水面的法线，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，反射角等于入射角为90°﹣30°＝60°
根据折射角小于入射角，在法线右侧的水中画出折射光线，故如图所示：
12．为探究光的折射现象，小明在某次实验中根据光路绘制了如图甲所示的光路图，此图中，光线从空气射入某种透明物质，在分界面处发生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，则_________为折射光线。空气在界面的_________（选填“上”、“下”、“左”或“右”）侧，为进一步探究光的折射规律，小明让入射光从玻璃射向空气，得到表格：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
（1）根据表格，他发现光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，当入射角增大时，反射光线和折射光线的夹角_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）当入射角i=42°时，光线_________（选填“能”或“不能”）从玻璃中传播到空气中；
（3）当入射角i≥_________°时，折射光消失，反射光会变得更亮，请教老师后，他知道此时发生的现象叫做“全反射”；图乙中的图线_________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系；
（4）进一步推论可知，根据折射现象中光路可逆原理可以判断：如果光从空气射向玻璃，满足一定角度条件时_________（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。
【答案】 HF 下 减小 不能 41.8 a 不能
【详解】[1]已知AE⊥CG，则AE和CG有可能是界面。根据∠4＝∠5可知，AE下方发生了光的反射，可确定CG是法线，AE是界面，因为反射光线、折射光线都位于法线的同一侧，则BH为入射光线，HD为反射光线，HF为折射光线，所以∠1是折射角，∠4是反射角，∠5是入射角。
[2]由折射角小于入射角，即∠1＜∠5，所以AE的下方是空气，上方是某种透明介质。
（1）[3]因为反射角等于入射角，当入射角增大时，反射角随之增大，由表中数据可知：入射角增大折射角也增大，由图甲可知，当入射角增大时，反射光线和折射光线的夹角变小。
（2）[4]发生全反射时，没有折射光线，当入射角i=42°时，发生全反射，光线不能从玻璃中传播出来。
（3）[5]由表格数据可知，入射角增大折射角也增大，当入射角等于41.8°时，反射能量达到100%，就发生了全反射现象。
[6]折射角随着入射角的增大而增大，但折射角总大于入射角，而图b中，当入射角等于45°时，折射角也等于45°，a图象中的折射角始终大于入射角且折射角能达到90°，因此图a反映了折射角与入射角的关系。
（4）[7]由表中数据分析可得出结论，要发生全反射，入射角要小于折射角，若光从空气斜射向玻璃，则入射角大于折射角，不能发生全反射。
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第13讲 光的折射
认识光的折射现象
知道光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律
能辨认或解释与光的折射有关的简单现象
光的折射
1、认识折射：将一束激光从水槽侧面射入让光线从空气进入水中，观察光线的传播路径，试一试，感受光的路径
2、探究光的折射现象
提出问题 光从一种介质射入另一种介质，传播方向会发生改变吗
探究方法 让激光斜射到空水槽底部，标记为O点，然后向槽内注水。 观察光斑的位置变化
现象描述 加水以后，光斑的位置 向左移动 。
探究结论 光从空气斜射入水中时，在水面处发生 偏折 ，改变了 传播方向 。
3、光的折射： 光从一种介质射入另一种介质，传播方向会发生改变 的现象叫作光的折射。
4、与光的折射有关的基本概念（如图）
一点 入射点
一面 一个平面
两角 入射角 入射光线和法线的夹角
折射角 折射光线和法线的夹角
三线 入射光线
折射光线
法线
特别提醒：
（1）光从一种介质进入另一种介质时，既发生光的 反射 ，也发生光的 折射 。
（2）如果同种介质疏密不均匀，光在其中也会发生 折射 ，海市蜃楼就是因此而产生的。
探究光的折射特点
实验步骤
让一束光从空气斜射入水中观察，折射光线入射光线和法线之间的关系，比较折射角和入射角的大小，并描画出光速在空气和水中的传播路径
方向 入射角 折射角 角度比较
空气到玻璃 0
30
60
0
玻璃到空气 30
40
改变入射角的大小，观察折射角的变化情况
让一束光垂直于水面射入水中，观察折射情况
让一束光逆着折射光线的方向，从水中斜射入空气中，观察折射现象
实验结论
当光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角 小于 入射角（折射光线偏向 法线 ）；当入射角增大时，折射角也 增大 。
当光从空气垂直入水中或其他介质中时，传播方向 不变 。即折射角=入射角= 0度
在光的折射现象中，光路是 可逆的 。
当光从水中或其他介质斜射入空气中时，折射角 大于 入射角（折射光线偏向 界面 ）。
三、生活中的折射现象（形成虚像）
1、筷子看起来向上折断了
2、水中看树
3、海市蜃楼的成因
考点一：光的折射现象
例1．如图所示的光学现象中，属于光的折射的是（ ）
A．图①中雨后天空中的“彩虹” B．图②中水中的“倒影”
C．图③中“手影”的形成 D．图④中树荫下圆形的“光斑”
【答案】A
【详解】A．雨后“彩虹”是光的色散现象，其实质是光的折射形成的，故A符合题意；
B．水中“倒影”是平面镜成像，是光的反射现象形成的，故B不符合题意；
C．“手影”是光的直线传播形成的，故C不符合题意；
D．树荫下圆形的“光斑”是小孔成像现象，小孔成像是光的直线传播形成的，故D不符合题意。
故选A。
考点二：探究光的折射规律
例2．小辉同学用如图所示的实验装置探究“光的反射和折射规律”。在玻璃水槽中竖直放置的光屏是由E和F两个半圆形光屏组成的，NOM为两半圆的分界线，其中光屏F可绕直径NOM前后折转。实验测量数据如表所示：
入射角α 0° 30° 45° 60°
反射角γ 0° 30° 45° 60°
折射角β 0° 22° 32° 41°
（1）由表中数据可得到的结论是：当光从空气斜射入水中时，反射角_________入射角，折射角_________入射角，（前两空选填“大于”、“小于”或“等于”）且折射角随着入射角的增大而__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）由表中数据可知，当光从水中以32°入射角斜射到空气中时，折射角为___________；
（3）分析表中数据猜想，当光从空气射入其他介质时，折射角_________（填“可能”或“不可能”）达到90°；
（4）小辉同学在实验时，当他沿AO方向射入一束光，F光屏上没有反射光和折射光，可能原因是__________。
【答案】 等于 小于 增大 45° 不可能 F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度
【详解】（1）[1][2][3]由表中数据（或由光的折射规律）可知，反射角始终等于入射角；光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角；后三组对应的数据中，折射角都小于入射角；且折射角随着入射角的增大而增大。
（2）[4]从表格中数据可得，当空气中的入射角为45°时，水中的折射角为32°，由光路可逆得，当光从水中射向空气，若入射角为32°，则光在空气中的折射角为45°。
（3）[5]由表格中的数据可知，当空气中的入射角逐渐增大时，折射角也随之增大；但折射角始终小于入射角，故光从空气射入其他介质时，折射角不可能达到90°。
（4）[6]根据光的反射和折射规律，入射光线、折射光线、反射光线始终处于同一平面内，因为光线AO是贴着E光屏入射的，所以只要F光屏与E光屏在同一平面内，在F光屏上就能看到反射光线和折射光线，而题中F光屏上没有反射光和折射光，说明F光屏与E光屏并不在同一平面，原因是F光屏绕直径NOM向前或者向后折转了一定角度。
考点三：光的折射作图
例3．如图所示，画出光线AO斜射入水中时的折射光线，并标出折射角r。
【答案】
【详解】光线AO从空气斜射入水中时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，折射角为折射光线与法线之间的夹角；如图所示：
考点四：解释生活中的折射现象
例4．如图所示，人所看到的鱼比实际鱼的位置偏_______（深/浅），这是由于光从_______射入_______中发生折射造成的。
【答案】 浅 水中 空气
【详解】[1][2][3]人眼看到水中的鱼，是由于水中鱼身上反射的光线在水面发生折射进入空气，折射光线进入人的眼睛，人眼逆着进入人眼的光线看到的偏上的虚像。
考点五：光的折射规律的应用
例5．如图所示，是一束光从玻璃斜射入空气中的光路图，入射角是________度，反射角是________度，折射角为________度，在界面的________（选填“上”或“下”）侧是空气。
【答案】 30 30 46 下
【详解】[1]入射角与法线的夹角为入射角，由图可知，光从玻璃斜射入空气中，此时的入射角为30°。
[2]根据反射定律，反射角等于入射角，反射角也为30°。
[2]折射光线与法线的夹角为折射角，折射光线与界面的夹角为44°，则折射角为 90°-44°=46°
[3]当光线从空气射入其它透明介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，折射角大于入射角。因此时折射角大于入射角，所以界面的下侧是空气，上侧是玻璃。
1．（2022秋·广东广州·八年级广州市第四十一中学校考期中）如图一束光从左往右照在没水的游泳池底部，形成了一块耀眼的光斑，在往游泳池里加水直到加满的过程中，这块光斑将（ ）
A．先右移然后停止 B．先左移然后停止
C．一直向左移动 D．一直向右移动
2．（2023秋·山东淄博·八年级统考期末）下列那幅图正确地表示了光从空气射向玻璃表面时，发生反射和折射的光路图（ ）
A． B． C． D．
3．（2022秋·江苏泰州·八年级统考阶段练习）如图所示，小明用鱼叉去叉所看到的鱼，老王则用手电筒去照亮所看到的鱼，有关两人的做法中正确的是（ ）
A．他俩看到的鱼是由于光从空气斜射入水中时发生折射形成的变浅了的虚像
B．他俩看到的鱼是由于从水中斜射入空气时发生折射形成的变深了的虚像
C．小明应叉看到的鱼的下方，老王应对准看到的鱼照
D．小明和老王都应对准看到的鱼的下方
4．（2023·安徽安庆·校考一模）如图所示，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．入射角为30°，界面左侧是空气
C．折射角为45°，界面左侧是玻璃 D．折射角为45°，界面右侧是玻璃
5．（2022秋·湖南郴州·八年级校联考期末）如图，观赏水面风景照片时，总发现景物的“倒影”比本身暗一些，这是由于（ ）
A．“倒影”是水面反射形成的实像 B．冲洗照片质量有问题
C．入射水面的光线有一部分折射入水中 D．入射水面的光线有一部分被反射掉
6．（2023秋·河南南阳·八年级校考期末）如图是一根直树枝斜插在湖水中的一张照片，下列分析正确的是（ ）
A．OC是树枝在水中的部分 B．OC是树枝折射形成的像
C．OB是树枝反射形成的实像 D．OB是树枝折射形成的像
7．（2023·北京门头沟·统考二模）如图所示是光从空气斜射入水中时的光路图。则∠______为折射角（选填“a”、“β”或“γ”）。
8．（2022春·山东泰安·八年级校考阶段练习）唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，如图所示，诗人看到的潭底和水中的鱼都是___________像，这是光的___________现象，是光从___________中斜射入___________中时发生的。
9．（2022秋·广西河池·八年级校考阶段练习）一束光线斜射到两种介质的界面上，它与界面成20°角，反射光线跟折射光线的夹角恰好是90°，则折射角为______°；当光线与界面的夹角逐渐增大时，反射光线跟折射光线的夹角______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
10．（2022秋·河北邢台·八年级统考期末）如图所示，将一枚硬币放在空碗底部，然后退到眼睛恰好看不到硬币的位置，保持眼睛、碗和硬币的位置不变，缓缓向碗里倒水，随着水面升高，又看到了“硬币”。其实看到的硬币是变浅的_________（选填“实像”或“虚像”）。硬币上有A、B两点，先看到硬币上的_________点。
11．（2023秋·河南许昌·八年级统考期末）小明到游泳馆去游泳，到了游泳池边，他看到的池底比实际位置要_________（选填“高”或者“低”），然后他潜入池底，看到天花板上的电灯比实际位置要_________（选填“高”或者“低”），这两个现象都是由于光的_________造成的。
12．（2022秋·新疆阿克苏·八年级统考期末）画出反射光线，标出反射角的大小，并大致画出折射光线，标出折射角的位置。
13．（2021秋·福建福州·八年级福州华伦中学校考期中）小明同学在做探究光的折射特点实验，通过实验得到如表的数据。
入射角 0° 15° 30° 45° 60°
反射角 0° 15° 30° 45° 60°
折射角 0° 11.3° 22.1° 35.4° 40.9°
根据光路图和分析表中数据回答下列问题：
（1）一束光从空气斜射到水面时，这束光将发生 ___________和 ___________现象；
（2）由表数据可知，光从空气斜射进入水中，折射角 ___________入射角，若一束光从水中斜射入空气时，折射角 ___________入射角（以上两空选填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是：___________；
（3）小凡同学的体验：他潜入游泳池水中看泳池边的路灯，觉得路灯不在原来的位置，他看到路灯的位置要 ___________（选填“高于”或“低于”）路灯的实际位置；
（4）该同学根据以上结论总结出了光的折射定律，请你写出该同学上述探究实验过程存在的不足：___________。
1．如图所示，MN为水面，PQ为法线，水面下A处有潜水员，水面上方B、C处分别有小明和小红。他们三人都通过水面相互观察，以下说法正确的是（ ）
A．小明看到小红的像是由于光的折射形成的
B．潜水员看到小明的像是由于光的反射形成的
C．小明观察小红的像所对应的光路中，BO是入射光线
D．潜水员观察小明的像所对应的光路中，折射角为37°
2．如图所示，长方体水槽一定深度处支架上有一激光笔，沿图示方向发出一束激光，在侧壁上B处形成一个光斑，下列操作不能使光斑向上移动的是（ ）
A．其他条件不变时，激光笔竖直向上移动 B．其他条件不变时，激光笔水平向左移动
C．其他条件不变时，激光笔逆时针旋转动 D．其他条件不变时，从水槽水中取出适量的水
3．如图中能正确表示光从空气进入玻璃中的光路是（ ）
A．B．C． D．
4．光从空气垂直入射到空气和水的分界面上，此时（ ）
A．反射角等于入射角，都等于90° B．折射角小于入射角
C．折射角大于入射角 D．反射角、折射角都等于入射角
5．小红在平静的湖边看到“鸟在水中飞，鱼在鸟上游”，如图所示（ ）
A．看到的“鱼”是虚像 B．水中的“鸟”是实像
C．看到的“鱼”比实际位置深 D．水中的“鸟”是光的折射形成的
6．如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其中入射光线②与折射光线______是同一束光，界面的上方是______（选填“玻璃”或“空气”）。
7．小凤在演示光的折射实验时，在一圆柱形敞口容器左侧某一高度斜射入一束激光后，发现容器底部产生一个光斑O，如图所示。若她保持水面高度和入射点不变，使激光入射角减小，折射角会______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若她保持激光笔位置和激光入射角不变，使水面______（选填“上升”、“下降”或“不变”），会观察到光斑向右移动。
8．吃饭时，小明又想起了课堂上老师做的“神奇的硬币”实验，如图甲所示，碗里有一枚硬币，而此时看不见它，是由于光沿 _____的缘故；当慢慢往碗里倒水时，随着水面的升高会看见硬币，如图乙所示，这是光的 _____现象。
9．如图，一束激光与水平方向成45°角斜射到空水槽底部O点，形成一个光斑，现向水槽中注入适量水，水槽底部光斑将移到O点的_________（选填“左”或“右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，则折射角将_________（选填“增大”“不变”或“减小”），与未注水时相比光斑亮度_________（填“变亮”“不变”或“暗”）。
10．如图，一束光从A点射向水面上的O点，照射到容器底部的B点，如果要让折射光线射到C点，在保持入射点不变时，应______（选填“增大”或“减小”）入射角或者在保持入射光线位置不变时，应_______（选填“加水”或“排水”）。
11．如图所示，入射光线与水面成30°角斜射入水中，请作出其反射光线和折射光线。
12．为探究光的折射现象，小明在某次实验中根据光路绘制了如图甲所示的光路图，此图中，光线从空气射入某种透明物质，在分界面处发生反射和折射，其中AE⊥CG，∠4＝∠5，则_________为折射光线。空气在界面的_________（选填“上”、“下”、“左”或“右”）侧，为进一步探究光的折射规律，小明让入射光从玻璃射向空气，得到表格：
入射角i 0° 10° 20° 30° 40° 41.8° 50°
折射角r 0° 15.2° 30.9° 48.6° 81° 90°
反射能量 5% 7% 26% 43% 84% 100% 100%
（1）根据表格，他发现光的折射现象一般都会伴随着反射现象的发生，当入射角增大时，反射光线和折射光线的夹角_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（2）当入射角i=42°时，光线_________（选填“能”或“不能”）从玻璃中传播到空气中；
（3）当入射角i≥_________°时，折射光消失，反射光会变得更亮，请教老师后，他知道此时发生的现象叫做“全反射”；图乙中的图线_________（选填“a”或“b”）反映了上述实验中的两角关系；
（4）进一步推论可知，根据折射现象中光路可逆原理可以判断：如果光从空气射向玻璃，满足一定角度条件时_________（选填“能”或“不能”）发生全反射现象。
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