(共37张PPT)
第四章 光现象
第五节 探究光的折射特点
目录
壹
学习目标
肆
探究新知
贰
重点难点
叁
课堂引入
陆
知识总结
伍
课堂练习
柒
课后作业
学习目标
1. 了解光的折射现象,通过实验探究光的折射特点;能够利用所学知识解释生活中的折射现象。
2. 知道光发生折射时,光路时可逆的。了解光折射时的 特点进行光路作图。
1. 光的折射现象;
2. 光的折射特点;
3. 生活中的折射现象;
重点难点
课堂引入
为什么看水中的12m,比实际的浅呢?
视频欣赏:
光的折射现象
探究新知
知识点1
【情景描述】让一束光从空气斜射入水中(在水中加入几滴牛奶,并搅拌均匀),并观察光线的传播情况。
现象探究
光在同种均匀戒指中沿直线传播,如果从一种介质进入另一种介质,又会怎么传播呢?
【现象观察】观察到光充空气斜射入水中,传播方向发生了改变。
视频欣赏:光斜射入水中
光的折射现象
探究新知
知识点1
1. 概念:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2. 光的折射六要素(三线、两角)
α
β
B
空气
水(玻璃)
N
N′
A
O
M
M′
a. 入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO.
b. 折射光线:进入另一种介质的光线OB.
c. 法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线NN′.
d. 入射角:入射光线与法线的夹角 α.
e. 折射角:折射光线与法线的夹角 β.
光的折射现象
探究新知
知识点1
3. 关于光折射的两点说明
(1)光的折射时在两种介质的交界面处发生,并且光在两种介质种传播,所以传播的速度时不同的。
(2)当同种介质不均匀时,光的传播方向也会发生改变。
由于大气层不均匀,早晨的阳光进入大气层后,发生折射,所以太阳还在地平线以下我们就可以看到太阳了。
光折射的特点
探究新知
知识点2
【提出问题】
那么当光从一种介质进入另一种介质中时, 光的传播方向如何偏折? 折射光线、入射光线的位置有什么关系? 折射角跟入射角大小是什么关系
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, 因为它的实际深度会超过你看到的深度。 这是因为光从水斜射入空气中发生折射的缘故。
光折射的特点
探究新知
知识点2
【猜想与假设】
请跟小组同学讨论, 说说你们的猜想。你的猜想是:
①当光从一种介质进入另一种介质中时,可能会____________________________。
②折射光线、入射光线位于法线________________。
③折射角可能_____________________入射角。
向法线偏折(或远离法线)
等于(或大于/小于)
两侧(同侧)
光折射的特点
探究新知
知识点2
【设计实验】
①实验器材
激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘(标有角度)。
光折射的特点
探究新知
知识点2
②如图所示, 让一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中, 观察光束在空气和玻璃砖中的径迹, 并比较折射角和入射角的大小。
让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中,重复上述实验。
让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中(或从玻璃垂直射到空气中),观察光的传播路线。
同时改变介质进行多次实验寻找普遍规律。
光折射的特点
探究新知
知识点2
【进行实验】
①让光从空气斜射入水或玻璃中,观察光的整个传播路径,比较折射角和入射角的大小,记录在表格中。
②改变入射角的大小,观察并记录折射角的变化情况。
光折射的特点
探究新知
知识点2
③让光从玻璃斜射入空气中,观察光的整个传播路径, 比较折射角和入射角的大小,记录在表格中。
④改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
⑤让光垂直射入玻璃,观察光的整个传播路径。
光折射的特点
探究新知
知识点2
⑥如图所示,让光从空气斜射入半圆形玻璃砖,同时逆着折射光射入另一束光,观察两束光在空气中的传播途径。
光折射的特点
探究新知
知识点2
【收集证据】
实验数据记录表格:
介质 入射角 折射角
光从空气斜射入玻璃
光从空气斜射入玻璃
光从空气斜射入玻璃
光从空气垂直入玻璃
光折射的特点
探究新知
知识点2
【分析论证】
①光从空气斜射入玻璃中时
当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线向_______偏折,折射角______入射角。
当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。
法线
小于
光折射的特点
探究新知
知识点2
②当光从空气垂直射入玻璃中时,传播方向不变。
③光从玻璃斜射入空气中时,可以看到, 进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出,就是说,在折射中光路也是 _____(填“可逆”或“不可逆”) 的。 这时的折射角_______(填“大于”或“小于”) 入射角。
可逆
大于
折射角
入射角
光折射的特点
探究新知
知识点2
④实验结论:光的折射特点
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向法线偏折,折射角______入射角。当入射角增大时,折射角也增大;当入射角减小时,折射角也减小。
当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向_________。
在折射现象中,光路________。
不变
可逆
小于
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
池底为什么看起来比实际浅呢?
池底实际位置S
虚像S′
池底S反射的光从水中斜射入空气中,发生折射,而人感觉光时沿直线传播,逆着光线看过去,感觉光线从S’发出,S’的位置比S高,即感觉池水变浅了,而实际看到的像时虚像。
(1)池水变“浅”了
S
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
鱼的实际位置S
S′
鱼的虚像
(2)鱼在哪里?
有经验的渔民怎样才能叉到鱼?
叉鱼时,鱼在S点,人眼看到的是鱼的虚像S’,并且在鱼的上方。因此,只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼。
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
硬币的
实际位置S
S′
硬币的
虚像
(3)神奇的“硬币”
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
在我国的古书《史记》《梦溪笔谈》中都有关于海市蜃楼的记载,宋代大诗人苏轼在《登州海市》的诗中也描述过海市蜃楼的奇观。可见,海市蜃楼是一种不算少见的自然现象。
海市蜃楼是怎样发生的?
海市蜃楼
我们已经知道,光在同种均匀的介质中沿直线传播。如果介质疏密不均,光就不会沿直线传播,而会发生折射。
海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上。
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
夏天,较热的空气笼罩海面,但是海水比较凉,海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩,上层的空气比夏天空气较热,但是海水比较凉,海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀疏。来自地平线以下远处物体的光,本来不能到达我们的眼中,但有一些射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向地面,进入观察者的眼睛。观察者逆着光望去,就看见了远处的物体。
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
光从空气斜射入水中时,在界面处既会发生折射,又会发生发射。
折射光线
反射光线
入射光线
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
空气
界面
水(或玻璃)
入射光线
折射光线
入射光原方向
法线
O
入射角α
反射角β
折射角γ
反射光线
光从空气斜射入水中时,在界面处发生折射时遵守折射规律,发生反射时,遵守反射定律。
生活中的折射现象
探究新知
知识点3
光的反射 光的折射
水中倒影
水中筷子折了
海市蜃楼
潜望镜
汽车后视镜
大漠孤烟直,长河落日圆
潭清疑水浅
池水映明月
平面镜成像
繁星闪烁
课堂练习
1. 一根筷子斜插入水中,筷子在水中部分发生偏折。描述这个现象,下图正确的是( )
A
【解析】当将筷子插入水中时,水下的筷子反射的光线从水中进入空气中时,发生折射,从上面看筷子水中的部分会比实际位置高一些,即水中的筷子向上弯折,故A正确,BCD错误。
课堂练习
2.老师用激光电筒照向盛水的玻璃缸,同学们发现水中红色激光的路径是笔直的,刚要说出结论,老师又向水中加入了海波,奇迹出现了,红色光路弯曲了!在同学们惊愕之际,老师拿出一根玻璃棒在水中搅拌几下,光线再次变直,该实验说明( )
A.光的传播路线是随意的 B.光只有在均匀的介质中才能沿直线传播
C.海波可以使光路弯曲 D.老师是一个出色的魔术师
A
【解析】当将筷子插入水中时,水下的筷子反射的光线从水中进入空气中时,发生折射,从上面看筷子水中的部分会比实际位置高一些,即水中的筷子向上弯折,故A正确,BCD错误。
(1)实验时小兰让光束沿AO射入水中,光束进入水中后折射光线会向 (选填“靠近”或“远离”)法线的方向偏折,说明光从空气斜射入水中时传播方向发生了改变;
课堂练习
3. 探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
靠近
(2)接着小兰让光束贴着光屏从空气斜射入水中,当小芳将F板向后折转一定角度时,在F板上_____(选填“能”或“不能”)看到折射光,此时折射光线和入射光线 (选填“在”或“不在”)同一平面内;
(3)小兰和小芳多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,测量结果如表所示。分析数据可得:光从空气斜射入水中,入射角增大时,折射角 (选填“增大”或“减小”);
(4)如果让光束从空气垂直射入水中,此时光的传播方向 (选填“改变”或“不变”)。
课堂练习
3. 探究光的折射规律的实验装置如图所示,竖直放置的光屏EF可绕其上MN所在直线前后折转。
不能
在
增大
不变
课堂练习
3.甲图是渔民叉鱼的场景;图乙所示的A、B两个位置,一个代表鱼的实际位置,一个代表看到的鱼的虚像。请在乙图中画出他看到鱼的光路图。
【详解】鱼反射的光线从水中进入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,人沿着折射光线的反向延长线看到鱼的虚像在鱼的上方,因此B点为虚线位置;连接眼睛和虚像B,和水面交于一点;连接A点与水面的交点,标上光线的方向即为入射光线,眼睛到水面的交点之间的线段为折射光线
课堂练习
4.如图甲所示,游客徒步在海底隧道间,可以看到漂亮的海底世界,在图乙中,A、B、C三点分别是游客的眼睛、真实鱼以及游客观察到的鱼的位置,请你画出游客看到水中鱼的光路图。
【详解】上方水中鱼身上反射的光线由水斜射入下方空气发生折射后进入A处游客的眼睛,且折射角大于入射角,游客逆着折射光线看到鱼的虚像,所以鱼的实际位置在B处,人看到鱼的像在C处,据此画出光路图如图所示:
课堂练习
5. 常说“眼见为实,耳听为虚”, 但是我们眼见的未必就是真实的,比如诗句“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),太阳实际在图中 (选填 “甲”或“乙”)的位置,因为诗人看到的是太阳光经过不均匀的大气层发生了 所成的像。
【详解】[1][2]落山的太阳发出的光线通过大气层时发生折射,我们所看到的太阳实际上是折射后形成的虚像,此时太阳的实际位置在地平线下,即乙的位置。
乙
折射
知识总结
光的折射现象
光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质,传播方向发生改变
光的折射规律
三线关系
三线共面
分居两侧
两角关系
斜射时,空气中角度最大
垂直入射时,传播方向不变
光路可逆
生活中的折射现象
海市蜃楼、水变浅了、筷子断了……
课后作业
作业
内容
同步作业
完成课后“实践与探索”练习
自主安排
配套同步分层作业
ENDING!
2024
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