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课题:光的折射
教学目标:
知识与技能
1.了解光的折射的现象.
2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性.
过程与方法
1.通过观察,认识折射现象.
2.体验由折射引起的错觉.
情感、态度与价值观
初步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的情感
重点:
1. 光的折射规律
2、光的折射规律的应用
难点:
镜面反射和漫反射
教学流程:
1、 情境引入
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
把一根筷子插入水中,看起来筷子弯折了:透 ( http: / / www.21cnjy.com )过压在书页上的玻璃砖看书,书上字的位置有些偏移。这些都是光线从一种介质射人另一种介质时发生折射现象的结果,那么光的折射现象有哪些规律呢?21·cn·jy·com
二、知识精讲
(一)、光的折射
1、折射现象
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
观察光线进入玻璃或水中后传播方向是否改变
发现(1).一部分光返回空气中,发生反射.
(2).另一部分光进入玻璃或水中,且其传播方向发生了改变,发生折射。
2、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫做光的折射.
3.基本概念
折射角:折射光线与法线的夹角.
(二)、光的折射规律
实验探究
用激光器射出一束光线,光从空气斜射入玻璃或水中,观察光线进入玻璃或水中后传播方向是否改变。如果传播方向改变,用什么方法描述这种改变呢?
实验步骤 1.观察先从空气中斜射入水中时, ( http: / / www.21cnjy.com )折射光线、入射光线与法线的位置关系,比较折射角与入射角的大小。改变入射角的大小,观察折射角的大小怎样变化。设计表格,记录入射角和折射角。
1、(1)演示实验:观察折射光线、入射光线与法线的位置关系视频
(2)演示实验:光从空气斜射入水中视频
(3)观察记录的一组数据:光由空气射入水中时入射角与折射角的大小。
入射角θ1 折射角θ2
300 220
450 320
500 350
600 400
700 450
800 480
从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
(4)折射光线、入射光线与法线在同一平面内 ( http: / / www.21cnjy.com ),折射光线和入射光分居在法线的两侧.当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角,入射角增大(或减小)时,折射角增大(或减小);当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。21世纪教育网版权所有
实验步骤2.观察光从水斜射入空气中时,折射角、入射角的大小如何,改变入射角大小,再观察折射角怎样变化。设计表格,记录入射角和折射角。21·世纪*教育网
2、(1)演示实验:光从水射入空气中
(2)光从水斜入空气中时,入射角与折射角的一组数据:
入射角θ1 折射角θ2
200 270
220 300
300 410
350 490
400 590
420 610
从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
(3)根据以上现象及数据可得:
光从水斜射入空气中时,入射角小于折射角,入射角增大(或减小)时,折射角增大(或减小);当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变21cnjy.com
实验步骤3、把水换成玻璃砖,重做上述l、2两项实验
3、(1)演示实验:光从空气射入玻璃中以及从玻璃射入空气中时入射角与折射角的关系。
(2)光由空气射入玻璃时入射角与折射角的一组数据:
入射角θ1 折射角θ2
300 19.60
400 25.20
500 30.70
600 35.10
700 38.60
800 40.60
(3)光由玻璃射入空气时入角与折射角的一组数据:
入射角θ1 折射角θ2
200 310
250 390
300 490
350 590
380 680
400 750
(4)从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
结论:折射光线、入射光线与 ( http: / / www.21cnjy.com )法线在同一平面内,折射光线和入射光分居在法线的两侧.当光从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角,并且折射角随着入射角的增大而增大。当光从玻璃斜射入空气时入射角小于折射角,并且折射角随着入射角的增大而增大。当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。www-2-1-cnjy-com
4、实验结论
综合实验数据表明:光在发生折射时,折射 ( http: / / www.21cnjy.com )光线跟入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;光从空气中斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,入射角增大(或减小)时,折射角增大(或减小);当光线从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。 21*cnjy*com
三、生活中的折射现象
1、为什么池水看起来比实际的浅
( http: / / www.21cnjy.com )
S
设在水面下有—个发光物体S,它从水 ( http: / / www.21cnjy.com )面下发出的光线SD和SO在进入空气时传播方向发生改变,它们的折射光线分别为DB和OC。当这两条光线射入眼睛时,观察者会认为光线是从S/处射来的。这样观察者所看到的物体位置比它实际的位置升高了.
2.人看到筷子没入水中的部分上翘。你能解释这种现象吗?
( http: / / www.21cnjy.com )
分析:自P点射向空气中的光线PA和 ( http: / / www.21cnjy.com )PB在水面处发生了折射,折射光线是AQ与BQ/眼睛对着折射光线看去,觉得光好像是从水中P/点射出来的。P/点在P点的上方.
用相同的方法分析铅笔在水下部分的各点,最后得到的结果是水中的部分好象向上偏折了。
科学窗
海市蜃楼
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
远处景物的像呈现在空中或地面上的奇妙景现叫做 ( http: / / www.21cnjy.com )海市蜃楼,海市蜃楼是光的折射产生的一种现象,它多发生在夏天的海面上或沙漠中。夏天,较热的空气笼罩海面,但是海水比较凉,从而造成海面上空气密度的不均匀。这样密度分布变化较大的空气相当于一层层密度不同的物质,光线从密度较大的空气层射到密度较小的空气层时,光的传播方向发生偏折远方景物发出的光经过多次折射,从整体上看光就逐渐向地面弯曲进入观察者眼中,逆着光线望去,好像是从海面上空的物体射来的一样,如图所示,我们就看见“天上仙境”.
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夏日,当你沿一条很熟的黑色 ( http: / / www.21cnjy.com )柏油马路向路的前方望去时,会看到在远方的路面上仿佛有一片水塘,而当你走近时,会发现原以为是水塘的地方其实是干燥的。你能解释此现象吗?
答案:酷热的夏天,在平坦 ( http: / / www.21cnjy.com )的柏油公路上地面附近层的空气温度比上层高,密度比上层小,折射率比上层小,光照射到地面时发生全反射,人在远处观察仿佛是一片水面,但此“水面”不存在。www.21-cn-jy.com
阅读材料
全反射与光导纤维
当光从空气斜射入玻璃(或水)中时,在交界面上同时发生反射和折射.入射角增大,反射角和折射角也增大,但折射角总小于入射角.【来源:21·世纪·教育·网】
当光从玻璃(或水)斜射入空气中时,在交界面上也同时发生反射和折射,但折射角总大于入射角.这样,当入射角增大到一定程度时,折射角会达到900.入 ( http: / / www.21cnjy.com )【来源:21cnj*y.co*m】
射角继续增大时,便没有折射而只有反射了.这种反射叫做全反射,当光由其他介质射向空气中时也会发生金反射现象。【出处:21教育名师】
如果把某种介质做成细丝,使光以合适的角 ( http: / / www.21cnjy.com )度由一端射入,光就可以在里面连续不断地发生全反射,最后由另一端射出.光导纤维就是利用了这一原理.1966年,33岁的华裔博士高锟首次提出,直径仅几微米的透明玻璃纤维有可能作为光波导和传输光信号的有效手段.1970年,美国康宁公司首次拉制出了这种玻璃纤维,这就是光导纤维。高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖.【版权所有:21教育】
现代技术中的光导纤维,是一种比头发还要 ( http: / / www.21cnjy.com )细的玻璃丝,玻璃丝外包一层折射本领较小的材料,如图图所示。把许多光导纤维并成一束,且使这一束中各条光导纤维相互的位置保持不变,这样的光导纤束就可以用来传递图像了。医学上用光导纤维制造了用来观察人体内脏的内窥镜,如胃镜.21教育名师原创作品
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光导纤维更广泛的用途是用来传递信息,进行通信。许多有线电视网和通信线路都是用光导纤维传输信息的。
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做 一 做
将一枚硬币粘在搪瓷杯底部。将你的头部向
后移一点,使硬币刚好被杯口边缘遮住 ( http: / / www.21cnjy.com )而看不见。请另外一位同学把水徐徐加入杯中(不要使硬币改变位置),虽然眼睛的位置、杯和杯中硬币的位置都没有改变,但硬币又可以重新映入帘。做做看,并且画图解释其原因。21教育网
当水升到一定高度后,看到了硬币.产生这种 ( http: / / www.21cnjy.com )现象的原因是由于硬币发出的漫反射光经水面折 射,折射光线远离法线向下偏折,当光线射入人眼,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. 所以又能看见硬币,其实人看到的是变浅的硬币的虚像.如图所示:2·1·c·n·j·y
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3、 应用提高
1.李华元旦节在我市森林公园游玩时,他在湖水中边看平静的湖水中的“鱼”和“云”,则他看到的是( )2-1-c-n-j-y
A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的虚像
B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像
C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像
答案:B
试题分析:人在水中看到的像都是虚像, ( http: / / www.21cnjy.com )一类是反射形成的虚像,一类是折射形成的虚像;水面以外的物体在水中形成的是反射形成的虚像,水中的物体在水中形成的是折射形成的虚像.鱼在水中,当鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生光的折射,人看到的是鱼的虚像;水中的云是由于光的反射形成的,是把平静的水面当作平面镜,天上的云通过水面形成的虚像。“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像,故选B。
2、下例现象中属于光的折射现象的是( )
A、池塘中的水看起来比实际的浅
B、夜晚池塘中有一个月亮的影子
C、有经验的渔民叉鱼要对着稍低于鱼的位置叉去
D、插入水中的筷子向上偏折
答案: ACD
四、本章小结
1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射.
2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、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折射角随着入射角的增大减小而增大减小
④当光从空气斜射入其他透明介质时,入射角大于折射角;当光从其他透明介质斜射入空气时,入射角小于折射角.21*cnjy*com
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.
⑥在折射时光路是可逆的.
3.解释现象
①池水变浅.
②筷子向上翘.
五、达标测评
1.(1)在光的折射现象中,当入射光线 ( http: / / www.21cnjy.com )靠近法线时,入射角 ( ) ,折射光线也( ) 法线,折射角也 ( )。
(2)当入射光线远离法线时,入射角( ),折射光线也( )法线,折射角也( )。
答案:(1)减小靠近减小;(2)增大远离增大
光从一种介质垂直分界面射入另一 ( http: / / www.21cnjy.com )种介质时,入 射角 ( ),折射角( ) ,光的传播方向( )。
答案: 00 00 不改变
3、一束光线从空气中斜射入水中,在水面上( )。
A、只发生反射,不发生折射。
B、只发生折射,不发生反射。
C、既发生反射,又发生折射。
答案:C
4.(中考)光从空气斜射入水中,当入射角变化时,则 (
A.反射角和折射角都发生变化
B.反射角和折射角都不变
C.反射角发生变化,折射角不变
D.折射角变化,反射角始终不变
答案:A
5.插入水中的筷子,从水面斜着看起来是 ( )
A.向上曲折
B.向下曲折
C.没有变化
D.与水对光线的反射有关难以确定
答案:A
6、有一光线斜射入水中,下图中折射光线正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A B C D
答案:B
六、布置作业
课后作业:1、3、4
C
水
空气
B
D
O
S/
S
光导纤维可做成直径只有0.5 cm的胃镜
光导纤维传输影像
光导纤维传输光信号
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光的折射
一、选择题
1. 下列光现象中,由于光的折射引起的是 ( )
A. 小孔成像 B. 水中树影 C. 日食月食 D. 海市蜃楼
2. 下列现象中属于光的折射的是 ( )
A. 岸边的树木通过水面形成的倒影
B. 太阳光穿过浓密的树叶在地上形成许多圆形光斑
C. 老人使用放大镜看书 21世纪教育网版权所有
D. 汽车上安装的观后镜可使驾驶员从镜中看到车后较大范围内的物体
3. [2016·山东省济宁市中考]小希对下 ( http: / / www.21cnjy.com )列光学成像实例进行了分析,判断正确的是( )
实例:①针孔照相机内所成的像;②潜望镜中看到的景物的像;③放大镜看到的物体的像;④幻灯机屏幕上所成的像;⑤照相机中所成的像。21教育网
A. 反射成像的有②③⑤ ( http: / / www.21cnjy.com ) B. 折射成像的有①③⑤
C. 属于实像的是①④⑤ D. 属于虚像的是②③④
4. [2016 湖北咸宁中考]光的世界丰富多彩,下列现象中,属于光的折射现象的是 ( )
A. 树荫下的圆形光斑 ( http: / / www.21cnjy.com ) B. 晴天看见“白云在水中飘动”
C. 奇妙的光导纤维 D. 雨后彩虹 21·世纪*教育网
5. 从水面上看斜插入水中的筷子,水下部分向上弯折了,这种现象是 ( )
A. 光的反射 B. 光的折射 C. 平面镜成像 D. 光的直线传播 21·cn·jy·com
6. 下列各图现象中,由于光的折射形成的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. A B. B C. C D. D www.21-cn-jy.com
7. [2016·广安市中考物理]当光从空气斜射进入玻璃中时,会发生折射,如图所示。下面画出的折射光路,正确的是 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )www-2-1-cnjy-com
A. A B. B C. C D. D 21教育名师原创作品
8. 下列现象中不能用光的直线传播的原理来解释的是( )
A.海上出现海市蜃楼 B.日食、月食的形成
C.影子的形成 D.小孔成像
二、填空题
9.如图所示是一束激光射向空水槽,激光 ( http: / / www.21cnjy.com )沿( )射到水槽底部O点,形成一个光斑.向水槽中注入适量水后,水槽底部光斑移动到O点的( )(左/右)侧.继续沿水槽壁缓慢注水,在此过程中,折射角( ) (选填“增大”、“不 变”或减小).
( http: / / www.21cnjy.com )
10.晓军在花园中散步,看到了阳光 ( http: / / www.21cnjy.com )照射下的花丛中有一些圆形光斑、花丛旁边的水池中呈现出花木的倒影、池水看起来也变浅了.这些景象形成的原因分别是( )、( )、( ).2·1·c·n·j·y
三、解答题
11、[2016·云南省中考](8分)某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏(带刻度)等器材,用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”。
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )21*cnjy*com
(1)使用可折转的光屏,是为了观察折射光线和入射光线是否( ) 。
(2)光从空气射入水中,入射点为 ( http: / / www.21cnjy.com )O点,不断改变入射角,读出刻度盘上对应的折射角,将实验结果画在图丙中,其中1和1'、2和2'…4和4'分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。由此可得出,光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而( ),且折射角( )(填“大小”“等于”或“小于”)入射角;当光从空气垂直射入水中时,折射角等于( )度。 21cnjy.com
12. 某实验小组在探究光的折射规律时,让一束光从空气斜射入玻璃水槽内的水中,看到如图所示的现象:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)请在图中分别作出入射角(用字母i表示)和折射角(用字母r表示)。
(2)为了探究光从空气斜射入水中时折射角和入射角的关系,以下方案中正确的是( )(填“A”“B”或“C”)。
A.只测量图中的入射角和折射角,分析并得出结论
B.保持入射角不变,进行多次实验,测量入射角和每次实验的折射角,分析并得出结论
C.改变入射角,进行多次实验,测量每次实验的入射角和折射角,分析并得出结论
参考答案
1、【答案】D
【解析】本题考查光的折射现象,难度较小 ( http: / / www.21cnjy.com )。小孔成像、日食月食的形成是光的直线传播,水中树影是光的反射现象,海市蜃楼是光的折射现象。正确的是D。
2. 【答案】C
【解析】本题考查光现象。A、D项中的现象是光的反射。B项中的现象是光的直线传播。
3. 【答案】C
【解析】本题考查光的直线传播现象、 ( http: / / www.21cnjy.com )折射现象和反射现象等光学知识。①针孔照相机属于小孔成像,因此成的是实像,它是由光的直线传播形成的;②从潜望镜中观察景物,观察到的是虚像,利用的是平面镜成像原理,属于光的反射现象;③用放大镜看物体,利用了凸透镜物距小于一倍焦距时成正立、放大的虚像,属于光的折射现象;④幻灯机利用了凸透镜物距在一倍焦距和二倍焦距之间时成倒立、放大的实像,是光的折射现象;⑤照相机利用了凸透镜物距大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像,属于光的折射现象。反射成像的只有②,折射成像的有③④⑤;属于实像的是①④⑤,属于虚像的是②③。故C项正确。【版权所有:21教育】
4. 【答案】D
【解析】树荫下的光斑是太阳通过树叶的 ( http: / / www.21cnjy.com )间隙成的像,成像原理是光的直线传播;“白云在水中飘动”是平面镜成像现象,其原理是光的反射;光在光导纤维中经过多次反射,从而将信息传递出去,故A、B、C都不符合要求;雨后彩虹是太阳光经过含有水滴的云层时发生了折射形成的,故D正确。
5. 【答案】B
【解析】本题考查光现象的辨识,难度中等 ( http: / / www.21cnjy.com )。从水面上看斜插入水中的筷子,水下部分向上弯折了,这是由于水中筷子反射的光斜射入空气中时,折射角大于入射角,传播方向发生了改变;人逆着折射光线看过去,误认为光是沿直线传播的,会感到筷子的位置比实际位置高一些,所以看起来是向上弯折了。故选B。
6. 【答案】C
【解析】本题考查了光现象 ( http: / / www.21cnjy.com ),难度较小。树荫下的光斑是由于光的直线传播形成的,故A错误;镜中的脸谱属于光的反射现象,故B错误;露珠下的叶脉属于光的折射现象,故C正确;水中的倒影属于光的反射现象,故D错误。【来源:21·世纪·教育·网】
7. 【答案】C
【解析】本题考查光的折射光路图。根 ( http: / / www.21cnjy.com )据光的折射定律可知,光由空气斜射入玻璃时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,且入射光线与折射光线分居在法线两侧,由图可知,C正确。2-1-c-n-j-y
8. .【答案】A
【解析】
试题分析:光在同种均匀物质中沿直线传播,在日常生活中,激光准直、小孔成像和影子的形成等都表明光在同一种均匀介质中是沿直线传播的.
解:A.海上出现海市蜃楼,是利用光的折射的原理,故A符合题意;
B.日食、月食的形成,是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.影子的形成,是光的直线传播形成的,故C不符合题意;
D.小孔成像,是光的直线传播形成的,故D不符合题意.
故选A.
9. 【答案】直线、左、不变
【解析】
试题分析:激光在空气中是沿直线传播的,所以激光会沿直线射到O点;当向水槽中注水时,激光会由空气斜射入水中,将发生折射,由于水的密度较大,所以折射光线将靠近法线,光斑将移动到O点的左侧;再继续注水,由于入射光的方向不变,入射角不变,所以折射角的大小也是不变的。 21*cnjy*com
10.【答案】光的直线传播;光的反射;光的折射
【解析】
试题分析:(1)小孔成像是光直线传播形成的.
(2)平面镜成像是光反射原理形成的.
(3)从水面上看到水面下的物体比实际位置变高,是光折射原理形成的.
解:(1)花丛中有一些圆形光斑是太阳经树叶缝隙形成的像,是小孔成像,是光直线传播的结果.
(2)水面相当于平面镜,花木在水平面镜中成像,是光反射的结果.
(3)池水看起来也变浅了,是池底射出的光线到水面处发生折射,折射光线远离法线,眼睛逆着折射光线看来,看到池底的像比实际位置偏高.【来源:21cnj*y.co*m】
故答案为:光的直线传播;光的反射;光的折射.
11.(1) 【答案】 ( http: / / www.21cnjy.com )在同一平面内(共面)
【解析】将光屏的右半部分向前后翻折,就不会看到折射光线,只有当整个光屏为一平面时,才能够看到折射光线,说明入射光线、折射光线、法线共面。这说明使用可折转的光屛,是为了观察折射光线和入射光线是否在同一平面内。
(2) 【答案】增大 小于 0
【解析】由图丙可以看出,当入射角逐渐减小,则折射角逐渐减小,入射角增大时,折射角也随着增大,即光从空气斜射入水中时,折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小,且折射角小于入射角。当光从空气垂直射到水面时,传播方向不变,此时入射角等于0度,折射角等于0度。【出处:21教育名师】
12.
(1) 【答案】
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【解析】过入射点作垂线,得到法线,入射光线与法线之间的夹角是入射角;折射光线与法线之间的夹角是折射角;
(2) C
【解析】只进行一次实验就得出结论,偶然性太强,客观性不够,A选项错误;保持入射角不变,虽然进行多次实验,但得到的折射角是相同的,得不出客观的结论,B选项错误;多次改变入射角大小,测量每次实验时入射角和折射角,发现折射角随入射角变化的规律,得到的结论是普遍的,C选项正确。
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【义务教育教科书北师大版八年级物理上册】
学校:________
教师:________
光的折射
情境引入
水中的筷子发生弯折
透过玻璃砖看字出现错位现象
这些都是光线从一种介质射人另一种介质时发生折射现象的结果, 那么光的折射现象有哪些规律呢?
知识精讲
1、折射现象
一、光的折射
观察光线进入玻璃或水中后传播方向是否改变
2、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫做光的折射.
(1).一部分光返回空气中,发生反射.
(2).另一部分光进入玻璃或水中,且其传播方向发生了改变,发生折射。
发 现
折射角
入射光线
折射光线
法线
空气
水
入射角
反射角
3.基本概念
折射角:折射光线与法线的夹角.
用激光器射出一束光线,光从空气斜射入玻璃或水中,观察光线进入玻璃或水中后传播方向是否改变。如果传播方向改变,用什么方法描述这种改变呢?
实验探究
二、光的折射规律
实验步骤 1.观察先从空气中斜射入水中时,折射光线、入射光线与法线的位置关系,比较折射角与入射角的大小。改变入射角的大小,观察折射角的大小怎样变化。设计表格,记录入射角和折射角。
1、(1)演示实验:观察折射光线、入射光线与法线的位置关系视频
(2)演示实验:光从空气斜射入水中视频
入射角θ1 折射角θ2
300 220
450 320
500 350
600 400
700 450
800 480
(3)观察记录的一组数据:光由空气射入水中时入射角与折射角的大小。
从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
(4)根据以上现象及数据可得:
折射光线、入射光线与法线在同一平面内,折射光线和入射光分居在法线的两侧.当光从空气斜射入水中,入射角大于折射角,入射角增大(或减小)时,折射角增大(或减小);当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
实验步骤2.观察光从水斜射入空气中时,折射角、入射角的大小如何,改变入射角大小,再观察折射角怎样变化。设计表格,记录入射角和折射角。
2、(1)演示实验:光从水射入空气中
入射角θ1 折射角θ2
200 270
220 300
300 410
350 490
400 590
420 610
(2)光从水斜入空气中时,入射角与折射角的一组数据:
从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
光从水斜射入空气中时,入射角小于折射角,入射角增大(或减小)时,折射角增大(或减小);
当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变
(3)根据以上现象及数据可得:
实验步骤3、把水换成玻璃砖,重做上述l、2两项实验。
3、(1)演示实验:光从空气射入玻璃中以及从玻璃射入空气中时入射角与折射角的关系。
入射角θ1 折射角θ2
300 19.60
400 25.20
500 30.70
600 35.10
700 38.60
800 40.60
(2)光由空气射入玻璃时入射角与折射角的一组数据:
(3)光由玻璃射入空气时入射角与折射角的一组数据:
入射角θ1 折射角θ2
200 310
250 390
300 490
350 590
380 680
400 750
(4)从观察到的实验现象及这组数据中你能总结出什么规律呢?
结论:折射光线、入射光线与法线在同一平面内,折射光线和入射光分居在法线的两侧.当光从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角,并且折射角随着入射角的增大而增大。当光从玻璃斜射入空气时入射角小于折射角,并且折射角随着入射角的增大而增大。当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
综合实验数据表明:光在发生折射时,折射光线跟入射光线和法线在 ,折射光线和入射光线分别位于 ;光从空气中斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角,入射角 时,折射角 ;当光线从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角 入射角。
4、实验结论
同一平面内
法线的两侧
增大(或减小)
增大(或减小)
大于
空气
水
S/
S
1、为什么池水看起来比实际的浅
三、生活中的折射现象
设在水面下有—个发光物体S,它从水面下发出的光线SD和SO在进入空气时传播方向发生改变,它们的折射光线分别为DB和OC。当这两条光线射入眼睛时,观察者会认为光线是从S/处射来的。这样观察者所看到的物体位置比它实际的位置升高了.
D
O
B
C
P/
水
空气
分析:自P点射向空气中的光线PA和PB在水面处发生了折射,折射光线是AQ与BQ/眼睛对着折射光线看去,觉得光好像是从水中P/点射出来的。P/点在P点的上方.
P
A
B
Q
Q/
2.人看到筷子没入水中的部分上翘。你能解释这种现象吗?
用相同的方法分析铅笔在水下部分的各点,最后得到的结果是水中的部分好象向上偏折了。
科 学 窗
海市蜃楼
远处景物的像呈现在空中或地面上的奇妙景现叫做海市蜃楼,海市蜃楼是光的折射产生的一种现象,它多发生在夏天的海面上或沙漠中。夏天,较热的空气笼罩海面,但是海水比较凉,从而造成海面上空气密度的不均匀。这样密度分布变化较大的空气相当于一层层密度不同的物质,光线从密度较大的空气层射到密度较小的空气层时,光的传播方向发生偏折远方景物发出的光经过多次折射,从整体上看光就逐渐向地面弯曲进入观察者眼中,逆着光线望去,好像是从海面上空的
物体射来的一样,如图所示,我们就看见“天上仙境”.
海市蜃楼
夏日,当你沿一条很熟的黑色柏油马路向路的前方望去时,会看到在远方的路面上仿佛有一片水塘,而当你走近时,会发现原以为是水塘的地方其实是干燥的。你能解释此现象吗?
答案:酷热的夏天,在平坦的柏油公路上地面附近层的空气温度比上层高,密度比上层小,折射率比上层小,光照射到地面时发生全反射,人在远处观察仿佛是一片水面,但此“水面”不存在。
全反射与光导纤维
当光从空气斜射入玻璃(或水)中时,在交界面上同时发生反射和折射.入射角增大,反射角和折射角也增大,但折射角总小于入射角.
阅读材料
当光从玻璃(或水)斜射入空气中时,在交界面上也同时发生反射和折射,但折射角总大于入射角.这样,当入射角增大到一定程度时,折射角会达到900.入
射角继续增大时,便没有折射而只有反射了.这种反射叫做全反射,当光由其他介质射向空气中时也会发生金反射现象。
如果把某种介质做成细丝,使光以合适的角度由一端射入,光就可以在里面连续不断地发生全反射,最后由另一端射出.光导纤维就是利用了这一原理.1966年,33岁的华裔博士高锟首次提出,直径仅几微米的透明玻璃纤维有可能作为光波导和传输光信号的有效手段.1970年,美国康宁公司首次拉制出了这种玻璃纤维,这就是光导纤维。高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖.
现代技术中的光导纤维,是一种比头发还要细的玻璃丝,玻璃丝外包一层折射本领较小的材料,如图
图所示。把许多光导纤维并成一束,且使这一束中各条光导纤维相互的位置保持不变,这样的光导纤
束就可以用来传递图像了。医学上用光导纤维制造了用来观察人体内脏的内窥镜,如胃镜.
光导纤维更广泛的用途是用来传递信息,进行通信。许多有线电视网和通信线路都是用光导纤维传输信息的。
光导纤维传输影像
光导纤维可做成直径只有0.5 cm的胃镜
光导纤维传输光信号
将一枚硬币粘在搪瓷杯底部。将你的头部向
后移一点,使硬币刚好被杯口边缘遮住而看不见。请另外一位同学把水徐徐加入杯中(不要使硬币改变位置),虽然眼睛的位置、杯和杯中硬币的位置都没有改变,但硬币又可以重新映入眼帘。做做看,并且画图解释其原因。
做 一 做
当水升到一定高度后,看到了硬币.产生这种现象的原因是由于硬币发出的漫反射光经水面折 射,折射光线远离法线向下偏折,当光线射入人眼,人凭光直线
所以又能看见硬币,其实人看到的是变浅的硬币的虚像.如图所示:
传播的感觉,认为硬币在折射光线的反向延长线上.
应用提高
1.李华元旦节在我市森林公园游玩时,他在湖水中边看平静的湖水中的“鱼”和“云”,则他看到的是( )
A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的虚像
B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像
C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像
D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像
B
试题分析:人在水中看到的像都是虚像,一类是反射形成的虚像,一类是折射形成的虚像;水面以外的物体在水中形成的是反射形成的虚像,水中的物体在水中形成的是折射形成的虚像.鱼在水中,当鱼反射的光线从水中斜射入空气中时,发生光的折射,人看到的是鱼的虚像;水中的云是由于光的反射形成的,是把平静的水面当作平面镜,天上的云通过水面形成的虚像。“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像,故选B。
2、下例现象中属于光的折射现象的是( )
A、池塘中的水看起来比实际的浅
B、夜晚池塘中有一个月亮的影子
C、有经验的渔民叉鱼要对着稍低于鱼的位置叉去
D、插入水中的筷子向上偏折
ACD
本章小结
1.光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射.
2.光的折射规律
①折射光线与入射光线、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折射角随着入射角的增大减小而增大减小.
④当光从空气斜射入其他透明介质时,入射角大于折射角;当光从其他透明介质斜射入空气时,入射角小于折射角.
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.
⑥在折射时光路是可逆的.
3.解释现象
①池水变浅.
②筷子向上翘.
1.(1)在光的折射现象中,当入射光线靠近法线时,入射角 ( ) ,折射光线也( ) 法线,折射角也 ( )。
(2)当入射光线远离法线时,入射角( ),折射光线也( )法线,折射角也( )。
减小
靠近
减小
增大
远离
增大
达标测试
2、光从一种介质垂直分界面射入另一种介质时,入 射角 ( ),折射角( ) ,光的传播方向( )。
0°
0°
不改变
3、一束光线从空气中斜射入水中,在水面上( )。
A、只发生反射,不发生折射。
B、只发生折射,不发生反射。
C、既发生反射,又发生折射。
c
A
4.(中考)光从空气斜射入水中,当入射角变化时,则 ( )
A.反射角和折射角都发生变化
B.反射角和折射角都不变
C.反射角发生变化,折射角不变
D.折射角变化,反射角始终不变
A
5.插入水中的筷子,从水面斜着看起来是 ( )
A.向上曲折
B.向下曲折
C.没有变化
D.与水对光线的反射有关难以确定
6、有一光线斜射入水中,下图中折射光线正确的是( )
A
B
C
D
B
布置作业
课后作业:1、3、4