苏科版八年级上册 物理 教案 4.1光的折射

光的折射
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道什么是光的折射现象。
2．知道法线、折射光线、入射光线、反射角和入射角等名词。
3．知道光的折射规律及应用。
4．会应用有关光的折射知识解释一些生活现象。
二、过程与方法
组织学生通过观察演示实验，并对实验现象的分析和讨论来“探究”光的折射规律。
三、情感、态度与价值观
1．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。
2．培养学生在学习中交流、团结和协作的精神。
【教学重点、难点】
一、重点：
探究、理解并掌握光的折射规律。
二、难点：
1．理解折射规律中的折射角与入射角关系；
2．应用光的折射规律知识解释实际问题及相关现象。
【课时安排】
2课时
【教学设计】
【第1课时】
一、创设情境 导入新课
导语一 师：请同学们观察一个实验：将一支铅笔斜插入水中，它的开关有什么变化？
2743200297180导语二 师：一枚硬币放在不透明的杯子底部，向杯内缓慢加水，同学们会看到什么现象？
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二、合作交流 解读探究
1．光从空气射入水中时的折射
【做一做】让一束激光斜射至空少水槽的底部某点，做个标记；然后再向水槽内注水。
【观察与思考】
（1）水槽底部光斑的位置是否发生变化？
（2）光由空气斜射入水中时，方向是否发生偏折？
（3）从空气中入射的光线与进入水中的光线是否在同一平面内？
【现象】光从空气中斜射入水中时，传播方向发生改变，水中的光线向法线靠拢。
【小结归纳】（板书）
1．光由一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。
O
N
N1
A
C
B
界面
介绍光折射时光路图中的有关名词：
（1）法线：过折射点且垂直于分界面的直线（NN1）
（2）入射角（∠AON）
（3）折射角：折射光线与法线的夹角（∠BON1）
【演示】
（1）入射光线向法线靠拢，观察折射光线的变化
（2）入射光线远离法线，观察折射光线的变化
【现象】入射光线靠拢（或远离）法线，折射光线 也靠
（或远离）法线。且折射角总是小于入射角。
2．探究光通过玻璃砖时的折射规律
【猜一猜】光从空气斜射入玻璃砖，进入下班砖后，光束将如何偏折？当光从玻璃砖的另一侧射出时，出射光线又将如何偏折？试一试做出光路图。
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【演示】用多媒体课件演示光在玻璃砖中的折射情况。（如图）
（1）比较折射角与入射角的大小；
（2）改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。
（3）光垂直于玻璃砖入射，观察折射光线的传播方向。
【现象】
（1）光从空气射入玻璃时，折射角小于入射角；
（2）入射角增大（减小），折射角也随着增大（减小）；但折射角总小于入射角。
（3）当光垂直于玻璃砖入射，折射光线的传播方向不变（即折射角等于零）。
【小结归纳】（板书）
2．光的折射规律：
光从一种介质射入另一种介质时，折射光线、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两侧；垂直入射时折射角等于零；入射角增大时，折射角也随之增大。
【作图】学生做出光在玻璃中的折射光路图。
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【演示】光从空气射入水中，再从水中斜射入空气
【现象】如图：
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【小结归纳】（板书）
3．光的折射时，光路是可逆的。
【阅读】了解光在空气（或玻璃中）折射时的规律。
三、应用迁移 巩固提高
类型一：光的折射现象
[例1]
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四、总结反思 拓展升华
总 结
1．光的折射
2．光的折射规律
3．光折射时光路是可逆的
拓展
海市蜃楼
【第二课时】
一、创设情境 导入新课
复习
1．什么是光的折射？
2．什么是法线、入射角、折射角？
3．光的折射规律内容是什么？
二、合作交流 解读探究
1．光的折射应用
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2．典型例题
【例1】如图1，光线斜射到空气和玻璃的界面上发生了反射和折射，可以判定图中 是入射光线， 是反射光线， 是折射光线，界面的 侧是空气， 侧是玻璃。
【分析】本题要用到光的反射和折射规律。因为OA这条光线跟另两条光线在界面两侧，因此，是可以判定光线OA是折射光线，做出法线NN′，见图2所示。从光线CO与OA在法线的两侧，可进一步判定光线CO是入射光线，OB则是反射光线。比较折射角与入射角的大小，得到∠AON′＞∠CON，这是光线从玻璃射向空气的情况，故得知界面左侧是空气，右侧是玻璃。
【说明】1．从该题可以看出，在利用光的折射规律解释现象和作光路图中，法线很重要，因此，先要作出法线。
　判定界面哪一侧是空气的简便方法是，比较折射角入射角的大小，角度较大的一侧是空气。
【例2】图3是光从空气射向某一透明介质时发生的现象，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为度，折射角为度。
【分析】光在两种透明介质的界面同时发生反射和折射时，折射光线、反射光线在法线的同侧，但在界面的两侧。作出法线后可知，反射角与入射角是60°，折射角是30°。
【例3】如图4所示一条光线从水中射入空气。试问，折射光线可能通过哪一点？
【分析】根据光的折射规律，光从水射入空气，折射角大于入射角，即折射光线远离法线。过入射点作一条垂直于界面的法线，则问题迎刃而解。
【解答】折射光线可能通过第4点。
【说明】从以上二例可以看出，在应用反射定律和折射定律时，过入射点做出法线很重要。
【例题4】从水面上方斜着看，由于光的折射，看到的鱼要比它的实际位置 一些。
【分析】解决这道题可以先做出光路图，再加以说明。我们看到水中的鱼，是鱼射出的光线，（确切地说，是被鱼反射的光线），在水面发生了折射，它的光路图如图所示，因为光线是从水射入空气，折射角大于入射角，折射光线远离法线，即∠A1O1N1′＞∠SO1N1，∠A2O2N2′＞∠SO2N1，又因为入射角越大，则折射角也越大，故∠A2O2N2′＞∠A1O1N1′所以两条折射光线在水面上方不能相交，它们反向延长线相交于S′点，这就是说，我们看到的是鱼的虚像S′，它的位置在鱼的实际位置S的上方。
【例题5】通过作图做出潜水侦察兵在水底下看到岸上目标A的像的大致位置。
【分析】：由右面的作图可以看出，光从空气进入水中折射角小于入射角，当折射后的光线进入潜水员的眼睛里被潜水员看到，由于人的感觉是光线沿直线传播的，所以将折入水中的光线反向延长相交于目标A点的上方，也就是说潜水员看到的像比目标 升 高 了一定的高度。
【例题6】如图所示，一束激光斜射入盛水的容器中，并在容器底处形成一光斑，若打开容器底部的开关K，让水逐渐流出，则光斑的位置将（）
A、在原来的位置不动 B、慢慢向左移动
C、慢慢向右移动 D、慢慢向水面移动
【分析】：右面的作图可以看出，光从空气进入水中折射角小于入射角，当折射后的光线进入水里发生偏折，当水面降时光点由A移动到A’。
三、应用迁移 巩固提高
类型一：光的折射现象应用
1．人看到水池里的月亮和鱼的像，它们的形成分别是哪一种现象（　 　 ）
A、都是折射现象 B、前者是折射现象，后者是反射现象
C、都是反射现象 D、前者是反射现象，后者是折射现象
2．当光从空气射入玻璃时，如果改变入射角，使入射角减小，则（）
A、反射角减小，折射角不变 B、反射角减小，折射角减小
C、反射角不变，折射角减小 D、反射光线与折射光线间的夹角减小
3．一盏探照灯装在东面看台上，灯光朝西斜向下射到没有水的游泳池底的中央，在将游泳池逐渐灌满水的过程中，池底的光斑将（　　 ）
A、向东移动后静止 B、向西移动后静止
C、先向东移动后向西移动 D、仍在原来位置
459105031754．小明仔细观察了右图后，总结出以下几条结论。其中错误的是
A、光在同一种物质中沿直线传播
B、光发生反射时。反射角等于入射角
C、光从空气射入玻璃时。入射角小于折射角
D、光从玻璃射人空气时，折射角大于入射角
5．物理老师在实验室用某种方法在长方形玻璃缸内配制了一些白糖水。两天后，同学们来到实验室上课，一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入白糖水，发现了一个奇特的现象：白糖水中的光路不是直线，而是一条向下弯曲的曲线，如图所示。关于对这个现象的解释，同学们提出了以下猜想，其中能合理解释该现象的猜想是（ ）
441579095250A、玻璃缸的折射作用
B、激光笔发出的光线未绝对平行
C、白糖水的密度不是均匀的，越深密度越大
D、激光笔发出的各种颜色的光发生了色散
6．看见河里有一条鱼，若用激光电筒瞄准水中的鱼，则下列说法正确的是（ ）
A、人瞄准的是鱼 B、人瞄准的是鱼的像
C、激光能射中鱼 D、激光不能射中鱼
7．当光从一种介质入另一种介质中时，光的传播方向要发生变化；只有当光 射入介质表面时，光的传播方向才不变，此时，入射角等于，折射角等于。
8．当光从空气斜射入水时，折射角 (填“大于”、“小于”或“等于”)入射角；若入射角减小折射角 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
9．图1示是一束光线在空气和水中的光路图。从图中可得：是入射光线， 是折射光线，∠ 是折射角，光线是从物质射入物质中。
10.图2所示为光线在空气和玻璃中传播的情况。那么，入射光线是、反射光线是、折射光线是、界面是、法线是、入射点是、入射角是、反射角是、折射角是、玻璃在侧。
11．完成光路图
图21
12．小华同学在湖面乘船游玩时，发现水面下某处有一只青蛙（如图所示），他用激光笔照射到了这只青蛙。
（1）请你在图中画出小华同学在照射青蛙时的入射光线、折射光线和反射光线；
（2）李华看到的“青蛙”比青蛙的实际位置距水面是深一些，还是浅一些？
答：
13．现在，一些大厦都用许多大块的镀膜玻璃做外墙（俗称“玻璃膜墙”）。这种外墙既能透射光线也能反射光线。
（1）如图19所示三幅图中，哪幅图能真实反反映太阳光线通过玻璃膜墙进入室内的传播途径。 答：___________（填选项中的字母）
（2）玻璃膜墙会给人们带来哪些负面影响？请举一例。
答：________________________________________ 。
14．阅读材料，回答问题：
44005507620光由真空进入空气中时，传播方向只有微小的变化。虽然如此，有时仍然不能不考虑空气的折射效应。
如图表示来自一个遥远天体的光穿过地球大气层时被折射的情景。覆盖着地球表面的大气，越接近地表越稠密，折射角也越小。
我们可以把地球表面上的大气看作是由介质不同的许多水平气层组成的，星光从一个气层进入下一个气层时，要折向法线方向。结果，我们看到的这颗星星的位置，比它的实际位置要高一些，这种效应越是接近地平线就越明显。我们看到的靠近地平线的星星的位置，要比它的实际位置高37′。这种效应叫做蒙气差，是天文观测中必须考虑的。
太阳光在大气中也要发生折射。因此，当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，实际看到的是它处在地平线的下方时发出的光，只是由于空气的折射，才看到太阳处于地平线的上方。
①材料中介绍的这种光现象叫什么？它是怎样形成的？
②根据材料，你能判断我们看到的星星，太阳刚升起的时候是真实的星星和太阳吗？