教科版初中物理八年级上册教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习） ：18光的折射(基础)

光的折射（基础）


【学习目标】
1.知道光的折射现象，体验折射引起的错觉；
2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律；
3.理解光在发生折射时，光路的可逆性；
4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。
【要点梳理】
要点一、光的折射现象
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。
2、基本概念
概念
定义
图示
入射光线
照射到两种介质分界面的光线AO
折射光线
光进入另一种介质被折射后的光线OB
法线
垂直于两介质分界面的直线MN
入射角
入射光线与法线的夹角i
折射角
折射光线与法线的夹角θ
日常现象：
（1）筷子“弯折”；
（2）池水变浅；
（3）海市蜃楼。

要点诠释：
1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。如下图所示：
2、在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。
3、光从一种介质垂直射入另一种介质时，它的传播方向不会发生改变。
要点二、光的折射规律
光的折射规律：
（1）折射光线与入射光线、法线在同一平面上；（三线一面）
（2）折射光线和入射光线分居法线两侧；（两线分居）
（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；
（4）入射角增大时，折射角也随着增大；2、在光的折射现象中光路是可逆的。
要点诠释：1、两角关系：（1）入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；（2）光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；（3）光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。
（4）注意无论是折射角还是入射角，在空气中的角总是较大的。2、光斜射到两种介质的分界面时，光的传播方向发生了偏折；但是光垂直照射到两种介质的交界面时，入射角为零度，折射角为零度，光还是沿直线传播。
3、光的折射看到的是物体的虚像。
【典型例题】
类型一、光的折射规律
1.（2019?华蓥市模拟）下面哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路（　　）
【答案】C
【解析】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，故本选项错误；B、折射光线与入射光线在法线的同侧了，所以画法错误，不符合题意；C、光从空气斜射入玻璃中，折射角小于入射角．故本选项正确．符合题意；D、光从空气斜射入玻璃，光的传播方向没有变，故本选项错误，不符合题意；故选C。
【总结升华】题目考查了光的折射规律，解答这类题目要注意，光是从空气斜射入其它介质，还是从其它介质斜射入空气。在空气中的角总是大的。
举一反三：【变式】下图是光线通过厚玻璃板的折射光路示意图，其中正确的是（　　）
【答案】A
2. 如图是一束光线在空气和玻璃界面上发生的反射和折射的情况，可以断定 是反射光线，物质 是玻璃。请在图上标出入射光线、反射光线和折射光线的方向。
【答案】OB；1
【解析】当光线射向两种介质的界面上时，会同时发生反射和折射。光的反射中，反射角等于入射角；当光从玻璃斜射入空气中时，折射光线将向远离法线的方向偏折，即入射角小于折射角，故CO是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，物质1是玻璃。
【总结升华】光线从一种介质斜射向另一种介质时，在界面将发生反射和折射，注意入射光线和反射光线具有对称性，在界面的同侧，入射光线和折射光线不对称，分别在界面的两侧。
举一反三：【变式】（2019?虹口区二模）如图所示，一束光从空气斜射入水中，此时入射角为 度，折射
角 入射角（选填“大于”、“等于”或“小于”）；增大入射角时，折射角 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
【答案】30；小于；增大
类型二、光路的可逆性
3. 站在岸上的人看到平静的水面下有一静止的物体，如图，如他想用一束强光照亮物体，则应瞄准（　　）
A．看到的物体 B．看到的物体的下方 C．看到的物体的上方 D．看到的物体的前方
【答案】A
【解析】我们看到水中的物体，是物体的光经水面折射以后进入我们眼睛形成的，如果一束光照到此物体，根据光的传播路径的可逆性，只要逆着光传播的方向照射就可以找到物体上。
【总结升华】题目考查了光的折射中光路的可逆性。
类型三、光的折射作图
4. 如图所示，光源S发出的一条光线射向水中，在水面发生折射后，经过P点。请你在图中大致作出入射光线和折射光线。
【答案与解析】连接SP交水面于点A，从点P向水面引垂线，交水面于点B，在A、B两点间取一点O；
过O点垂直水面作出法线，连接SO画出入射光线，连接OP画出折射光线，如图所示：
【总结升华】题目考查了光的折射规律，折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角。
举一反三：【变式】如图（1）所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，喷射出的水在空中呈抛物线形状。关于这个情景，请你在图（2）中作出光路图表示：猎物P反射的光线是如何进入鱼的眼睛E的。
【答案】在水面上取一点O，过O点垂直水面作出法线，连接PO为入射光线，OE为折射光线，注意折射角小于入射角，如图所示：

【巩固练习】
一、选择题
1.（2019?黄浦区三模）光线从空气垂直射入水中，其折射角为（　　）
A．0° B．45° C．60° D．90°
2. 一束光线由空气斜射入水中，如果入射角逐渐增大，则折射角( )
A．逐渐增大，且总小于入射角 B．逐渐增大，且总大于入射角
C．逐渐减小，且总大于入射角 D．逐渐减小，且总小于入射角
3. 如图所示，我们看到筷子斜插入水中的情况，正确的是（ ）
4. 一束与液面成50°夹角的光线从空气斜射入某液体中时，折射角为30°，当入射光向法线靠拢10°时，则折射角为（　　）
A．大于30°小于40° B．大于40° C．大于20°小于30° D．30°
5.（2019?梅列区模拟）当光从玻璃中射入空气中时（　　）
A．传播方向一定会发生改变
B．折射角一定大于入射角
C．传播速度一定会发生改变
D．入射角增大时折射角随之减小
6. 如图所示，一束激光AO由空气斜射入玻璃砖，折射后从另一侧面射出，其出射点可能是图中的（　　）
A．M点 B．N点 C． P点 D．Q点
二、填空题
7.（2019?连云港一模）我们观察到水中的鱼和水中的云，前者是光的 ________现象；后者是光的________现象。
8. 一束光垂直玻璃的表面射入玻璃时，光的传播方向________，光的传播速度________。(填“不变”、“变小”或“变大”)。
9. 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______。
10. 当光从空气中 入另一种介质中时，传播方向发生 ，这种现象叫做 ，光从空气中射入水中或其它介质中时，折射光线向 偏折，此时折射角 入射角；当光从其它物质斜射入空气中时，折射角 入射角。当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，折射角与入射角 ，且等于 度。
11. 你能解释“坐井观天，所见甚小”吗？请你在图中用光学知识画图说明。若井中有水，井底青蛙的位置不变，由于 ，青蛙观察到的井上范围将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、作图与实验探究
12. 如图所示，一容器的底面有一平面镜，容器中盛有水，一束光线与水面的夹角为，画出进入水中，经平面镜反射又射入空气中的光线传播路线。 ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?
13. 在图1中，画出反射光线以及折射光线的大致方向；在图2中，画出折射光线的大致方向。
14. 插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点。请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路图。
15. 某同学研究光的折射规律，记录实验数据如表
（1）分析实验数据得知，当光从一种介质斜射人另一种介质时，折射角跟入射角之间的关系是
。
（2）请你推测这位同学做实验时，人射光线可能是从 进入 。
【答案与解析】
一、选择题
1.【答案】A
【解析】一束光线从空气垂直水面射入时，此时入射光线、反射光线、折射光线与法线重合，所以夹角都为0°，即反射角为0°，折射角为0°；故选A。
2.【答案】A
【解析】已知光线由空气斜射入水中时，所以折射角小于入射角；如果入射角逐渐增大，则折射角也会逐渐增大。
3.【答案】D
【解析】此时筷子斜插入水中，由于光的折射，从上面看筷子在水中部分的位置比实际位置高一些，看起来向上弯折。
4.【答案】C
【解析】根据题意可知，当入射角等于40°时，折射角等于30°；当入射光线向法线靠拢10°时，入射角等于30°；根据光从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角可知，折射角小于30°；由于折射角随入射角的增大而增大，因此当光从空气斜射入其它介质时，折射角的变化量小于入射角的变化量，即折射角大于20°。
5.【答案】C
【解析】当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；当入射角增大时，折射角也随着增大；垂直入射时，传播方向不变；故ABD错误；光在不同介质中传播时，波长变化，光速也发生变化，光从玻璃射入空气时，光速变大，故C正确；故选C。
6.【答案】B
【解析】光线从O点斜射入玻璃中发生折射现象，折射光线向靠近法线方向偏折，折射角小于入射角，如图所示，所以从玻璃砖再射出，射出点可能是图中的N点。
二、填空题
7.【答案】折射；反射
8.【答案】不变；变小
9.【答案】AO ；OB；OC；45°；45°；60°
【解析】从图中三条光线的方向可以确定，AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线；入射光线与界面的夹角为45°，所以入射角等于90°-45°=45°，因为入射角等于反射角，所以反射角也等于45°；折射光线与法线的夹角等于60°，故折射角为：60°。
10.【答案】斜射；偏折；光的折射；法线；小于；大于；相等；0
【解析】光的折射规律是：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；因光路是可逆的，当光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，当光线垂直入射到两种介质的分界面上时，入射角为0度。
11. 【答案与解析】光进入眼睛才能看见事物，由于光是沿直线传播的，所以以井为分界，被挡住部分是看不到的如图甲所示；井底有水时，光由空气进入水中发生折射，折射光线靠近法线，如图乙所示，可以增大观测范围。
三、作图与实验探究
12.【答案】
【解析】过入射点做法线，根据光的折射定律，光从空气斜射入水中时，向靠近法线的方向偏折；光照到水底的平面镜上发生反射，根据光的反射定律，反射角等于入射角，可以做反射光线；当反射光线照到水面上时，光从水中斜射入空气，折射光线向靠近法线的方向偏折。
13.【答案】
14.【答案与解析】在图中B′点是B点的像，光由B点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角，射入C点。B′就在折射光线的反向延长线上。答案如图：
15.【答案】（1）折射角随入射角增大而增大，并且折射角大于入射角；（2）水（或玻璃），空气
【解析】由表中的数据可知：入射角由10°增加到40°，折射角由15.1°增加到74.6°，折射角随着入射角的增大而增大，并且折射角总大于入射角。因为折射角大于入射角，因此入射光线可能从水（或玻璃）中进入空气。