【苏科版】2017年八年级物理上册：4.1《光的折射》课件

课件49张PPT。第四章
光的折射 透镜
一、 光的折射
光的折射现象巧记乐背
光从一物进另物，
同时发生反、折射.
斜线入水要折射，
折线靠近于法线.
法线垂直于界面，
折线入线分两边.
水中光线斜入空气，
折线远离于法线.例1 （湖南怀化中考）图4-1-1中列举的四个光现象中，属于光的折射现象的是（ ）
A.屏幕上的手影 B.山在水中的倒影
C.花瓶在平面镜中的像 D.铅笔好像在水面处折断
图4-1-1D解析：手在屏幕上形成手影，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，A错误；平静的水面相当于平面镜，山在水中形成“倒影”是平面镜成像的结果，平面镜成像属于光的反射，B错误；花瓶在平面镜中成像属于光的反射，C错误；根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入水中或者其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，所以将铅笔插入水中时出现了铅笔好像在水面处折断了的现象，如同插入水中的筷子向上弯折的道理一样，D正确.
答案：D
光的折射是光从一种介质斜射入另一种介质时所发生的一种现象，它发生在两种介质的分界面处，并且在分界面的两侧光线偏折程度不同.
探究光折射时的特点
光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角光的折射和反射的异同点例2（江苏盐城模拟）某同学在做“探究光的折射特点”的实验，如图4-1-2所示是光从空气斜射入水中时的光路图.实验中发现，入射光线、折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.通过实验还得到如下表所示的数据：折射反射（1）分析表中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生__________和________现象.
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系：折射角随入射角的增大而_______（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角.当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于_______.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.（1）分析表中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生__________和________现象.
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系：折射角随入射角的增大而_______（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角.当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于_______.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.增大（1）分析表中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生__________和________现象.
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系：折射角随入射角的增大而_______（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角.当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于_______.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.小于（1）分析表中数据，可得出结论：
①光从空气斜射到水面时，将同时发生__________和________现象.
②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系：折射角随入射角的增大而_______（填“增大”“不变”或“减小”），且折射角________（填“大于”“等于”或“小于”）入射角.当光从空气垂直射到水面时，折射角大小等于_______.该同学根据上述实验中的发现和结论②总结出了光的折射特点.0°（2）若让激光沿CO方向从水中射入空气，激光在空气中传播的光路是______（填“OA”或“OB”）；激光经过水面反射时的反射角大小等于________（填“α”“β”或“γ”）.
解析：（1）①光从空气斜射到水面时，将同时发生反射和折射现象；②由表中数据可知，光从空气斜射到水面时，当入射角不断增大时，折射角也随之增大，故折射角随入射角的增大而增大，且折射角小于入射角.当光从空气垂直射到水面时，折射角等于0°.（2）在光的折射现象中光路是可逆的，若让激光沿CO方向从水中射入空气，则激光在空气中的光路沿OA方向；激光从水中斜射入空气中，反射角等于入射角，所以反射角大小等于γ.OAγ折射现象的应用 无论是从岸上看水中的景物，还是从水中看岸上的景物，看到的都不是真实的景物，而是景物反射出的光经过水面折射形成的虚像，虚像的位置都在真实景物的上方.
例3 （江苏南通模拟）现有一个盛有适量水的透明玻璃杯和一支吸管.小明同学将一支吸管斜插入盛有适量水的透明玻璃杯中，透过玻璃杯的侧面俯视水杯，可能看到的是图4-1-3中的哪种情况（ ）D 图4-1-3
解析：本题从两个方面考虑：一是盛有水的透明玻璃杯起放大作用，看到水中吸管的像比实际吸管粗.二是由于光的折射会出现错位现象，所以刚进入水中的吸管错位，A点的像应在B点，如图4-1-4甲所示.玻璃杯底部的吸管，C点的像在D点，如图4-1-4乙所示.所以，从侧面看到斜插入玻璃杯水中吸管的像如图D所示.故选D. 图4-1-4用眼睛看物体时，是物体发出的光线进入我们的眼睛，不是眼睛发出的光线射向物体.当吸管发出的光线从水中传播到空气中时，会发生折射现象，看起来就像是吸管被折断，还应注意水会起到放大的作用，所以在水中的吸管会变粗. 不能确定折射角和入射角
例4 （江苏泰州月考）如图4-1-5所示为光由空气向玻璃传播的情况，由图可知，界面是________ （填“PQ”或“MN”），它的_______（填 “左”“右”“上’’或“下”)侧是玻璃；折射光线 是 ______,折射角是度_____；入射光线是 ______，入射角是_______度 图4-1-5MN 不能确定折射角和入射角
例4 （江苏泰州月考）如图4-1-5所示为光由空气向玻璃传播的情况，由图可知，界面是________ （填“PQ”或“MN”），它的_______（填 “左”“右”“上’’或“下”)侧是玻璃；折射光线 是 ______,折射角是度_____；入射光线是 ______，入射角是_______度右OB 不能确定折射角和入射角
例4 （江苏泰州月考）如图4-1-5所示为光由空气向玻璃传播的情况，由图可知，界面是________ （填“PQ”或“MN”），它的_______（填 “左”“右”“上’’或“下”)侧是玻璃；折射光线 是 ______,折射角是度_____；入射光线是 ______，入射角是_______度30CO60 解析：由图可知，∠COP=∠AOP，故MN是界面，PQ是法线，所以CO是入射光线，OA是反射光线，OB为折射光线，入射角∠COP=90°-30°=60°，折射角∠BOQ=30°，即折射角小于入射角，故界面右侧为玻璃.
答案：MN 右 OB 30 CO 60
错解：MN 右 OB 60 OC 30
注意：分析题中图，先确定谁是界面，谁是法线.部分学生把入射角和折射角的概念搞混，误以为入射角是入射光线和界面的夹角，折射角是折射光线和界面的夹角导致出错.题型一 光的折射现象
例5 （广西玉林中考）如图4-1-6所示，渔夫叉鱼时，应瞄准哪个方向才能叉到鱼（ ）
A.看到的鱼的前方 B.看到的鱼的方向
C.看到的鱼的上方 D.看到的鱼的下方
图4-1-6D思路导图人眼看到的鱼是鱼的虚像鱼的虚像的位置在真实鱼位置的上方应瞄准看到的鱼的下方叉鱼 解析：叉鱼时将鱼叉对准看到的鱼，不能叉到鱼，这是因为从鱼身上发出的光由水中进入空气时，在水面处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变 浅了.眼睛看到的是鱼的虚像，虚像位置在 真实鱼位置的上方，所以叉鱼时要瞄准看 到的鱼的下方，如图4-1-7所示.故选D.
答案：D 图4-1-7题型二 作光的折射光路图
例6 （山东聊城模拟）如图4-1-8所示，一条光线垂直射到玻璃砖的一个面，作出这束光线进入玻璃砖内的径迹和从斜面离开玻璃砖后的大致径迹.要求在斜面处标出法线.图4-1-8
光线从进入玻璃砖到离开玻璃砖发生了两次折射光线垂直射入时，折射光线传播方向不变，斜射入时,折射光线传播方向改变依据以上两点即可作出光线的大致径迹
思路导图 解析：首先光从空气垂直射入玻璃砖表面，传播方向不变.然后光从玻璃砖斜射入空气中，先过入射点画出法线，然后根据折射角大于入射角画出折射光线.如图4-1-9所示.
答案：如图4-1-9所示图4-1-9题型三 光的折射规律的应用
例7 （江苏江阴月考）某校新建成一个喷水池，在池底中央安装了一盏射灯.池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上的S点（如图4-1-10）.现往池内注水，水面上升到a位置时，光照射到池壁上的P点；如果水面上升到b位置时，光照射到池壁的Q点，则（ ）
A.P点在S点的上方，Q点在S点的上方
B.P点在S点的上方，Q点在S点的下方
C.P点在S点的下方，Q点和S点重合
D.Q点在S点的下方，P点和S点重合图4-1-10C 解析：往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射角大于入射角画出折射光线，P点位置如图4-1-11甲所示;水面上升至b位置时，光在水（同一种均匀介质）中沿直线传播，故Q点和S点重合，如图4-1-11乙所示.故选C.
甲乙
答案：C图4-1-11 例8 （江苏盐城月考）（1）小明做了如下实验：如图4-1-12所示，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角_______入射角；另一部分光线反射入玻璃砖内；逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越________，且越来越弱，而反射光线越来越强.当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，________光线就消失了，只剩下________光线.他把这个发现与小刚进行了交流，最后他们去请教老师，老师告诉他们这种现象叫作全反射.折射角变成90°时的入射角，叫作临界角.他又用水进行了实验，得到了同样的结论.大于远折射反射图4-1-12（2）根据小明和小刚的探究，判断下列说法是否正确（填“√”或“×”）
①当光以任何角度从玻璃射到空气中时都能发生全反射_____.
②当光从空气射到水中时，也会发生全反射_______.××（3）根据上面小明的探究和已学过的知识，请总结发生全反射的条件是：①______________________________；②____________________________.
解析：（1）观察第一个图，光从玻璃砖斜射入空气中时，折射角大于入射角；比较第一、二个图，入射角增大，折射角也相应增大；由第三个图可知，入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线就消失了，只剩下反射光线.（2）只有入射角大于或等于临界角时，才会发生全反射，因此①错误；光只有从水或玻璃斜射向空气中时，才会发生全反射，因此②错误.光从其他介质斜射入空气中入射角大于或等于临界角（3）根据探究和已学知识可以得出发生全反射的条件是：①光从其他介质斜射入空气中；②入射角大于或等于临界角.
答案：（1）大于 远 折射 反射 （2）①×②× （3）①光从其他介质斜射入空气中②入射角大于或等于临界角
知识链接
（1）光的折射规律：光从空气斜射入水或其他透明介质中时：①折射光线与入射光线、法线在同一个平面内；②折射光线和入射光线分居法线两侧；③折射角小于入射角；④入射角增大时，折射角也随着增大；⑤当光垂直射向介质表面时，传播方向不改变；⑥光从水或其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角.
（2）一束激光从某种玻璃中射向空气，保持入射点不动，改变入射角，当入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，这种现象叫作光的全反射，发生这种现象时的入射角叫作这种介质的临界角.当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射.
解读中考：本节知识在中考中的考查重点是生活中常见的折射现象的判断，光的折射规律及应用，光的折射光路图等.一般以选择题、填空题、作图题和实验题为主，难度中等.
考点一 光的折射现象
教材第83页“习题第4题”
如图4-8所示，将一支铅笔斜放在空碗中，向碗内缓缓注水，观察并描述你看到的现象.用手指捏住铅笔的上端，改变铅笔插入水中的角度，你看到的现象有什么变化？图4-8 例9 （北京中考）如图4-1-13所示的光现象中，由于光的折射形成的是（ ）
A.赵州桥在水中形成“倒影” B.手在墙上形成“手影”
C.筷子好像在水面处向上弯折 D.景物在凸面镜中成像C 解析：赵州桥在水中形成“倒影”，属于平面镜成像，是由光的反射形成的，A错误；手在墙上形成“手影”，是由光的直线传播形成的，B错误；筷子好像在水面处向上弯折，属于光的折射现象，C正确；景物在凸面镜中成像，扩大了视野，属于凸面镜成像，是由光的反射形成的，D错误.
答案：C考点二 光的折射规律及应用
教材第83页“习题第3题”
如图4-7所示，将一枚硬币放在碗的底部， 然后向后退到恰好看不见硬币的位置.请 另一位同学向碗中缓缓注水（注意不要移 动硬币的位置），你能再次看到它吗？想 一想，这是什么原因？
图4-7 例10 （湖北十堰中考）如图4-1-14所示，小明在一只空碗中放一枚硬币，后退到某处眼睛刚好看不到它.另一位同学慢慢往碗中倒水时，小明在该处又看到硬币.这种现象可以用图4-1-15中哪个光路图来解释（ ）图4-1-14图4-1-15B解析：我们能用眼睛看到水中的硬币，是因为硬币反射的光进入到了我们的眼睛；根据光的折射规律的内容可知，光从水斜射入空气中时，折射光线向远离法线的方向偏折，折射角大于入射角，且光线是从硬币上发出的，故B图正确.
答案：B
核心素养 例11 （广西崇左月考）夜晚仰望星空，会看见繁星在夜空中闪烁不定，造成这种现象的原因是什么？
解析：大气疏密程度不均匀，星光通过疏密不均匀的大气时，因发生折射而弯曲，又由于大气是不断运动变化的，所以它的疏密程度也在不断地变化，因此被大气折射的星光的方向也不固定，有时会从不同方向折射到我们的眼中，有时折射不到我们的眼中，所以我们会看见繁星在夜空中闪烁不定.
答案：见解析