第四节 光的折射
情景导入
水中的筷子发生弯折
透过玻璃砖看字出现错位
光从一种介质射入另一种介质时发生了折射现象。
一、光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质中时,传播方向发生改变,这种现象叫光的折射。
i
γ
B
N
N′
A
O
空气
入射光线
AO
折射光线
OB
法线
NN′
入射角
∠ i
折射角
∠ γ
新课探究
二、探究光的折射规律
【提出问题】
让一束光从空气斜射入水或玻璃中,传播方向是否发生偏折?向哪个方向偏折?有哪些规律?
(1)如图,让一束光从空气斜射入水中时,观察折射光线、入射光线和法线的位置关系,比较折射角和入射角的大小,并描画出光在空气和水中的传播路径。
【设计并进行实验】
(2)改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
多次实验得出普遍性规律
(3)让一束光垂直于空气与水的分界面射入水中时,观察折射情况。
(4)让一束光逆着原折射光的方向从水中斜射入空气中时,观察折射现象。
(5)将水换成玻璃砖,重做上述实验。
寻找普遍性规律
(1)光从空气斜射入水中时,可观察到折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角,如图所示。
【实验现象】
(2)当改变入射角的大小时,发现折射角的大小也随之改变。当入射角增大时,折射角也增大,反之亦然,如图所示。
【实验现象】
折射角随着入射角的增大(或减小)而增大(或减小),但不成正比;叙述时应先说折射角后说入射角。
(3)光从空气垂直射入水中时,传播方向不变,如图所示。
【实验现象】
此时折射光线、 入射光线、法线重合,折射角和入射角都为0°。
(4)让光逆着原折射光线的方向从水中斜射入空气中时,进入空气中的折射光线逆着原入射光线的方向射出,如图所示。
【实验现象】
【实验结论】
(1)光在发生折射时,折射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。
【实验结论】
(2)当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,折射角也增大(或减小);当光从水或玻璃中斜射入空气中时,折射角大于入射角。
【实验结论】
(3)在光的折射现象中,光路是可逆的。
三、生活中的折射现象
1.在岸上看水中的物体,物体的位置“变浅”
三、生活中的折射现象
2. 在水中看岸上的物体,物体的位置“变高”
三、生活中的折射现象
3.插入水中的筷子看起来“弯折”
三、生活中的折射现象
4.海市蜃楼
将一枚硬币粘在搪瓷杯底部。将头部向后移一点,使硬币刚好被杯口边缘挡住而看不见。
请另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,但硬币又可以映入眼帘。试试看,并画图解释原因。
当杯中没有水时,光线沿直线传播,当眼睛在物体与杯的边缘连线的延长线外侧时,看不到硬币。
当向杯中加水时,来自杯中硬币的光从水中射向空气中,在分界面处发生折射,折射光线向远离法线的方向偏折,这样光线就能进入人眼,所以就看到了硬币。
课堂小结
随堂练习
1. 下列现象属于光的折射的是( )
A
2. 对于光在玻璃和空气的界面处发生反射和折射时的情况,下列说法正确的是( )
A. 光从空气射入玻璃中时,折射角大于入射角
B. 光从空气射入玻璃中时,折射光线可能不偏折
C. 光垂直玻璃表面入射时,入射角、反射角、折射角都是 0°
D. 随着入射角的增大,反射角增大,但折射角却减小
C
3. 一个圆柱形的烧杯内装水,将一根木棍竖直插入其中,位置比圆心偏左些(俯视图如图),现从侧面观察,则哪幅图能正确反映所看到的情景( )
B
4. 如图,将一枚硬币放在碗底,眼睛在A处恰好看不到它,保持人眼、碗和硬币的位置不变,要使眼睛再次看到“硬币”以下方案可行的有______。
①沿碗壁缓缓向碗中加水;②在碗上方适当位置放一光屏;③用手电筒照亮硬币;④在碗上方适当位置放一平面镜。
①④
谢谢!