(共20张PPT)
中物理
第4章
第4节
光的折射
(八年级上)
1
课堂导入
唐诗欣赏
为什么潭清疑水浅?
2
课堂活动
一、光的折射
复习:光的直线传播的条件?
在同种均匀介质中。
问题:如果光从一种介质进入另一种介质中,会怎么传播呢?
观察:让一束光线从空气中斜射入水中,可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向,这种现象叫光的折射。
光斜射入水中
光垂直射入水中
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.基本概念:“一点”、“两角”
“三线”
(1)一点:点O为入射点(又为反射点、折射点);
(2)三线:①入射光线:AO;②折射光线:OB;③法线:NM;
(3)两角:①入射角:入射光线与法线的夹角∠i;
②折射角:折射光线与法线的夹角∠r;
光射入水中时的折射现象
法线
二、光的折射规律
提出问题:光在折射时遵循什么规律?
猜想假设:光束从空气进入水中后可能向法线偏折(或远离法线)
实验探究
探究光折射时的特点
实验器材∶激光笔、玻璃砖、玻璃水槽、水、量角器等。
探究问题:(1)折射光线、入射光线和法线三者之间位置关系?
(2)折射角和入射角的大小关系?
(3)随着入射角的变化,折射角如何变化?
(4)当入射光线垂直于玻璃入射时,折射光线的方向如何?
探究1:光从空气斜射入水(玻璃)中时:
(1)如图所示,让激光笔发出的一束光斜射入水(玻璃)中,观察光的整个传播路径。
观察比较折射角和入射角的大小;
(2)改变入射角的大小,观察折射角的变化情况;
实验现象:(1)光从空气中斜射入水或玻璃中时,折射光线向法线靠近。
(2)入射光线靠近(或远离)法线,折射光线
也靠近(或远离)法线。且折射角总是小于入射角。
探究2:光从水(玻璃)中斜射入空气时:
实验现象:(1)光从水或玻璃中斜射入空气中时,传播方向发生改变,折射光线远离法线。
(2)入射光线靠近(或远离)法线,折射光线
也靠近(或远离)法线。且折射角总是大于入射角。
探究3:光从空气垂直射入玻璃中时:
如图所示,让激光笔发出的一束光垂直射入一块玻璃直角三棱镜,激光从水中垂直射入空气中,观察光的整个传播路径。
实验现象:光由空气垂直射入玻璃时,光的传播方向不改变;光由水中垂直射入空气时,光的传播方向也不发生改变。
探究4:光的折射的可逆性:
光反射时的光路是可逆的,光的折射时光路也是可逆的吗?
想想议议
如图:让光从空气斜射半圆形玻璃砖,同时逆着折射光射入另一束光,观察光在空气中的传播途径。
现象:如果让光逆着折射光线的方向射到界面,那么,它被折射后就会逆着原来的入射光的方向射出。
结论:在光的折射现象中,光路也是可逆的。
实验结论:光的折射规律
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内。(三线共面)
(2)折射光线和入射光线分居在法线两侧。(两线分居)
(3)
①光从空气斜射入水中,折射角小于入射角;
②光从水斜射向空气时,折射角大于入射角;
③入射角增大时,折射角也随之增大;(空气中的角总是大角)
④垂直射入时,传播方向不变。
(4)在光的折射中光路是可逆的。(光路可逆)
三、生活中的折射现象
1.潭清疑水浅
池水为什么看起来比实际浅呢?
S点反射的光射向水面,射向空气时发生折射,折射角大于入射角。人眼逆着折射光的方向看去,感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是我们看到的S的像,感觉这点的位置升高了。
在生活中,我们要注意池水看起来很浅,实则不浅,注意安全。
2.筷子变弯
放入水中的筷子,看
上去为什么向上偏折?
如图:从筷子底端S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的,S′是S点的虚像,S′在S的上方,水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高,所以看起来筷子变弯了。
3.鱼在哪里?
有经验的渔民怎样才能叉到鱼?
所以,有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。
鱼从水中发出的光线,由水进入空气时发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看,觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点,即鱼像发出来的,像比鱼位置高。
硬币升高了
想想议议
如图,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想,这是为什么?
分析:因为加水前,碗中硬币的光是沿直线传播的,光进入不了眼睛,所以看不到硬币;加水后,硬币的光从水中斜射入空气时,折射光进入了眼睛,折射光线偏离法线,
眼睛看到的实际上是升高了的硬币虚像。
海市蜃楼
海市蜃楼是一种光的折射现象,多发生在夏天海面上。
成因:远处物体发出的光本来到达不了我们的眼睛,在射向空气的的过程中,由于海面或沙漠附近的空气疏密不均匀,而发生折射,逐渐向地面弯曲,进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去,就看见了远处的“物体”形成美丽的海市蜃楼现象。
3
课堂小结
本堂重点:探究光的折射规律。
本堂难点:利用光的折射规律解释生活中现象。
4
典例分析
考点一:判断光的折射现象。
【典型例题1】
(2020
牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是(
)
A.
手影
B.
桥在水中“倒影”
C.
钢笔“错位”
D.
景物在凸面镜中成像
C
【迁移训练1】
(2020日照)如图所示,人眼在A处看到河里B处有一条鱼,从A处射出一束极细的激光,要使激光能照射到鱼身上,则激光应朝哪个方向射出(
)
B点
B.
B上方
C.
B下方
D.
B左方或右方
A
考点二:画光的折射光路图
【典型例题2】
(2020
黔西南州)如图,装有水的烧杯底部有一枚硬币A,眼睛在B处看到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。
答图:
【迁移训练2】
(2020
鞍山市)一束光线从空气垂直射向玻璃砖,穿过玻璃砖后从另一表面射出,请在图中画出该光路图(不考虑光的反射)。
答图:第4节《光的折射》导学案
【学习目标】
1.了解光的折射现象。
2.通过实验探究认识光的折射规律。
3.了解光在发生折射时,光路的可逆性。
4.能用光的折射规律解释生活和自然界中的一些现象。
【学习重点】:探究光的折射规律。
【学习难点】:能用光的折射规律解释光的折射现象。
【自主预习】
阅读课本第81—83页,完成下列填空:
1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射.
2.折射光线和入射光线、法线在同一平面;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;当光线从空气斜射入水或其他透明物体中时,折射光线将靠近法线;当光线从水或其他透明物体斜射入空气中时,折射光线将远离法线.
3.在折射现象中,光路可逆(选填“可逆”或“不可逆”)。
4.光线垂直两介质界面入射时,入射角等于
0°
,折射角等于
0°,即光的传播方向不变。
5.“潭清疑水浅”是光的 折射 .
“疑水浅”的意思是站在湖边向湖底看,觉得湖底比实际的?浅?一些.海市蜃楼是一种由光的
折射产生的现象。
【合作探究】
探究一:光的折射
问题:在同种均匀介质中,是沿直线传播的,如果光从一种介质进入另一种介质中,会怎么传播呢?
观察:让一束光线从空气中斜射入水中,可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向,这种现象叫光的折射。
1.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。
光射入水中时的折射现象
折射的光路图
2.基本概念:“一点”、“三线”、“两角”
如图所示:(1)一点:点O为入射点(又为反射点、折射点)。
(2)三线:
①入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO;
②折射光线:光进入另一种介质被折射后的光线OB;
③法线:垂直于两介质分界面的直线
NM;
(3)两角:
①入射角:入射光线与法线的夹角∠i;
②折射角:折射光线与法线的夹角∠r。
问题:光的反射现象及光在反射时所遵循光的反射定律。那么,光的折射现象遵循什么规律呢?
探究二:光的折射规律
提出问题:光在折射时遵循什么规律?
实验:探究光的折射规律
实验器材∶激光笔、玻璃砖、折射实验装置、水
实验要求:(1)认真观察光进入另一介质时,折射光线、入射光线和法线三者之间有什么关系?折射光线向什么方向偏折?与入射光线相比,折射光线是偏离还是靠近法线?
(2)比较折射角与入射角的大小;入射角增大(或减小)时,折射角如何变化?
(3)实验时,至少改变三次入射光线的方向,注意观察水中折射光线的方向的改变.
(4)让光垂直射向水面,折射光线还改变方向吗?此时入射角和折射角各是多少度?
探究1:光从空气斜射入水(玻璃)中,光线如何传播,如图,试着画出光可能行进的径迹。
光射入水中时的折射现象
光射入玻璃砖中时的折射现象
多改变几次入射光的方向,观察现象:
实验现象:(1)光从空气中斜射入水或玻璃中时,传播方向发生改变,水中的光线向法线靠近。
(2)入射光线靠近(或远离)法线,折射光线
也靠近(或远离)法线。且折射角总是小于入射角。
探究2:光从水或玻璃中斜射入空气中时,
光线如何传播.
光从玻璃中斜射入空气中时
光从水中斜射入空气中时
实验现象:(1)光从水或玻璃中斜射入空气中时,传播方向发生改变,折射光线远离法线。
(2)入射光线靠拢(或远离)法线,折射光线
也靠(或远离)法线。且折射角总是大于入射角。
探究3:当光从空气垂直射入水中或其他介质时,观察传播方向。
实验现象:当光从空气垂直射入水或其他介质时,传播方向不改变。入射角、反射角、折射角均为0度。
探究4:光的折射的可逆性
提出问题:光反射时的光路事可逆,光的折射时光路也是可逆的吗?
让光从空气斜射半圆形玻璃砖,如图。同时逆着折射光射入另一束光,观察光在空气中的传播途径。
现象:观察到光从玻璃中射入空气中的光,逆着原入射光线方向射出。
结论:光在折射时的光路是可逆的。
实验结论:经分析与论证,。得到光的折射规律:
(1)在光的折射现象中,折射光线、入射光线和法线的位置关系是怎样的?
在同一平面
。
(2)在光的折射现象中,折射光线、入射光线分别在法线的什么位置?
两侧。
(3)光从空气斜射入水中,折射光线将靠近
法线(选填“
靠近”或“远离”),
也就是折射角_小于入射角(选填“大于”“等于”“小于”)。当光从水或其他介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,也就是折射角大于入射角。入射角增大时,折射角也随着增大;
(4)当光垂直射向水时,传播方向
不变。
(5)在光的折射现象中,光路是
可逆的。
探究三:生活中的折射现象
1.潭清疑水浅:
清澈的池水为什么看起来比实际浅呢?
从水中S点反射的光射向水面,发生折射,光由水射向空气时,折射角大于入射角,折射光线向界面偏折。人眼逆着折射光的方向看去,感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是S的像,我们看到的是看到的是河底的_虚_像(填实或虚)池底的像,像在河底的__上__方(填上或下),所以河底变浅了。
那么在生活中,我们就要注意池水看起来很浅,实则不浅,注意安全。
2.筷子变弯
放入水中的筷子看上去为什么向上弯折?
水中的筷子上的S点反射的光线从水中射向空气,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的,眼睛看到的是S点的虚像S′,
S′在S的上方,水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高,所以看起来筷子向上变弯了。
3.鱼在哪里?
小明和爷爷泛着小舟到湖中叉鱼,怎样才能叉到鱼?
鱼在哪里?
看到水中的鱼,是升高了的鱼的虚像,?
如图所示:渔民叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,于是看到的是变浅的鱼的虚像,所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”下方的位置叉去,才能叉到鱼。
“想想议议”
在图中,起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗中倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币.想一想,这是为什么?尝试着在家里表演这个小魔术,并向其他人解释.
分析:在未加水之前的硬币S点发出的光,因为光沿直线传播,被碗的边沿挡住,所以,人眼看不见硬币。向碗中加水后,从硬币S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,
根据光的折射规律,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,
但人总感觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′射来的,眼睛看到的是S点的虚像S′,
S′在S的上方,所以看起来硬币升高,其实,人看到的只是硬币的虚像.
海市蜃楼
成因:海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天的海面上。夏天空气较热,但是海水比较凉,海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩,上层的空气比底层的空气稀薄。来自地平线以下远处物体的光,本来不能到达观察者的眼中,但有一些射向空中的光,由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲,逐渐弯向地面(如图所示),进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去,就看见了远处的物体所形成的虚像。
【精讲点拨】
1.折射角随入射角的增大而增大,但不成正比,叙述时应先说折射角后说入射角.
2.无论光是从空气斜射入水中或其他介质中,还是光从水或其他介质斜射入空气中,在空气中的角总是大于在水或是其他介质(真空除外)中的角.
3.人眼看见物体是有光射入人的眼中,不要将箭头画成由眼向外的方向,人的眼睛本身并不发光,要作射入人眼的光线.
4.两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置,一条延长线无法确定位置.
5.折射时看到的像是虚像,且虚像总是在实像的正上方。
【归纳整理】
【当堂练习】
1.(2020株洲市)2020年6月21日下午15:40,某同学观察到太阳出现了如右图所示现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象( )
A.
光的反射
B.
光的直线传播
C.
光的折射
D.
无法确定
【答案】B
【解析】出现如图所示的现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,这是由于光的直线传播,挡住的部分没有光线,呈现一片黑,而边缘没有挡住,可以看到光。故选B。
2.(2020
湖北宜昌市)如图所示的光现象中,可用光的反射原理解释的是(
)
A.
墙上手影“孔雀”
B.
水中“折笔”
C.
湖面“月影”
D.
树荫下“光斑”
【答案】C
【解析】A图中墙上“孔雀”是手的影子,是光沿直线传播形成的,故不符合题意;B图中水中“折笔”是光的折射现象,故不符合题意;C图中湖面的“月影”是平面镜成像,水面相当于平面镜,是光的反射现象,故符合题意;D图中树荫下的“光斑”,是光沿直线传播的小孔成像,故不符合题意,故选C.
3.(2020随州市)2020年6月21日,我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是( )
A.
水中的倒影
B.
树荫下的光斑
C.
雨后的彩虹
D.
海市蜃楼的奇景
【答案】B
【解析】日环食形成的原因是光的直线传播;
A.水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的现象,故A不合题意;
B.树荫下的光斑是小孔成像,是光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.雨后的彩虹是光的色散现象,是光的折射形成的,故C不合题意;
D.海市蜃楼,是光的折射现象,故D不合题意。故选D。
4.(2020湖北鄂州)以下描述中与光的直线传播现象有关的是( )
A.
形影相随
B.
海市蜃楼
C.
对镜贴花黄
D.
水中捞月一场空
【答案】A
【解析】形影相随指影子随着物体移动,是光的直线传播;海市蜃楼是由于光的折射现象;对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮,水中捞月是平面镜成像,均是光的反射现象,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5.(2020牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是(
)
A.
手影
B.
桥在水中“倒影”
C.
钢笔“错位”
D.
景物在凸面镜中成像
【答案】C
【解析】A.在墙上的
“手影”,是光的直线传播形成的,故A错误;
B.桥在水中形成“倒影”,是水面成像,属于光的反射现象,故B错误;
C.钢笔“错位”,属于光的折射现象,故C正确;
D.景物在凸面镜中成像,可以扩大视野,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故D错误。
6.(2020吉林省)漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光的______形成的______像。
【答案】
(1).
折射
(2).
虚
【解析】[1][2]漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光从水中进入空气中发生了折射,而形成的鱼的虚像。
7.(2020湖北荆州)洪湖介于荆州的洪湖市和监利县之间,是中国第七、湖北第一大淡水湖。如图,小华和爷爷在洪湖划船观光时,惊喜地发现水面下有游动的鱼。“鱼”是光的______形成的虚像。桨划水时发出声音,这声音主要是由桨和水的______产生的,由______传入人耳。
【答案】
(1).
折射
(2).
振动
(3).
空气
【解析】[1]水面上的人看到水面下有游动的鱼,是由光的折射形成的虚像。
[2]声音是由物体振动产生的,桨划水时发出声音主要是由桨和水的振动产生的。
[3]水面上的人听的声音是由空气传入人耳的。
8.(2020
黔东南州)如图所示,一束光线从空气射入水中,在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出反射光线,并作出折射光线的大致方向。
【答案】
【解析】以入射光线与水面的交点为入射点,过入射点做法线,根据反射角等于入射角的规律在法线右侧的空气中作反射光线;根据光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角的规律在法线右侧的水中作折射光线,如图所示:
【课后反思】本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些不足,有什么体会。
1第4节光的折射
主备人
学科
物理
时间
课题
第四章光现象第4节光的折射
教
学
目
标
知识与技能
1.了解光的折射现象。
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。
4.知道光的折射在生活中的一些实例。
过程与方法
1.通过观察,认识光的折射现象。
2.
经历光的折射规律的探究过程,记录实验数据的方法。
3.体验由折射引起的错觉,在实验中养成实事求是的科学态度。
培养学生运用物理知识分析实际问题的能力。
情感态度与价值观
1.体验由折射引起的错觉,对学生进行安全教育,增强安全意识。
2.逐步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的感觉。
教学重点
1.知道光的折射规律
2.解释简单的折射现象
教学难点
1.了解光在发生折射时,光路的可逆性。
2.利用光折射定律解释生活中的有关现象。
教具准备
激光笔、水槽、光屏、碗、筷子、硬币、适量水、玻璃砖、光的折射演示装置。
教学方法
实验探究法,归纳法,对比法,讲授法、合作学习。
教学过程设计
导
入
新
课
唐代诗人储光羲著名的《钓鱼湾》:
为什么潭清疑水浅?
清澈见底,看起来不深的水,不会游泳的话不要贸然跳下去洗澡,下去之后可能比你看到的要深得多。
这是什么原因造成的呢?为何池水看起来比实际的浅呢?
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
教
学
过
程
新课学习
一、光的折射
复习:光的直线传播的条件?在同种均匀介质中。
问题:如果光从一种介质进入另一种介质中,会怎么传播呢?
观察:让一束光线从空气中斜射入水中,学生可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向,这种现象叫光的折射。
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
如果垂直入射呢?可以看到垂直入射时,光的传播方向没有发生偏折。
2.基本概念:
和光的反射一样,光的折射现象中,也有“一点”、“三线”、“两角”
如图所示:(1)一点:点O为入射点(又为反射点、折射点)。
(2)三线:
入射光线:照射到两种介质分界面的光线AO;
折射光线: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
NM;
(3)两角:
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∠r
?我们已经学习了光的反射现象及光在反射时所遵循的规律—光的反射定律。那么。光的折射现象遵循什么规律呢?
二、光的折射规律
实验:探究光的折射规律
提出问题:光在折射时遵循什么规律?
实验器材∶激光笔、玻璃砖、折射实验装置、水
实验要求:
(1)认真观察光进入另一介质时,折射光线向什么方向偏折?与入射光线相比,折射光线是偏离还是靠近法线?
(2)比较折射角与入射角的大小;入射角增大(或减小)时,折射角如何变化?
(3)实验时,至少改变三次入射光线的方向,注意观察水中折射光线的方向的改变.
(4)让光垂直射向水面,折射光线还改变方向吗?此时入射角和折射角各是多少度?
探究1:光从空气斜射入水和玻璃中时:
光射入水中时的折射现象
光射入玻璃砖中时的折射现象
实验现象:(1)光从空气中斜射入水或玻璃中时,传播方向发生改变,水中的光线向法线靠拢。
(2)入射光线靠近(或远离)法线,折射光线也靠近(或远离)法线。且折射角总是小于入射角。
探究2:光从水或玻璃中斜射入空气中时:
光从玻璃中斜射入空气中时光从水中斜射入空气中时
实验现象:(1)光从水或玻璃中斜射入空气中时,传播方向发生改变,折射光线远离法线。
(2)入射光线靠拢(或远离)法线,折射光线
也靠(或远离)法线。且折射角总是大于入射角。
探究3:当光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变(入射角、反射角、折射角均为0)。
结论:当光从空气垂直射入水或其他介质时,传播方向不改变。
光从空气中垂直射入水中时
探究4:光的折射的可逆性
提出问题:光反射时的光路是可逆的,光的折射时光路也是可逆的吗?
让光从空气斜射半圆形玻璃砖,如图。同时逆着折射光射入另一束光,观察光在空气中的传播途径。
现象:观察到光从玻璃中射入空气中的光,逆着原入射光线方向射出。
结论:光在折射时的光路是可逆的。
经分析与论证。得到光的折射规律:
(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;
(5)当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。
(6)在光的折射现象中光路是可逆的。
三、生活中的折射现象
1.潭清疑水浅
池水为什么看起来比实际浅呢?
S点反射的光射向水面,发生折射,光由水射向空气时,折射角大于入射角,折射光线向界面偏折。人眼逆着折射光的方向看去,感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是S的像,我们看到的是池底的像,感觉这点的位置升高了。
那么在生活中,我们就要注意池水看起来很浅,实则不浅,注意安全。
2.筷子变弯
放入水中的筷子看上去为什么向上偏折?
从筷子S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的,眼睛看到的是S点的虚像S′,
S′在S的上方,水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高,所以看起来筷子变弯了。
3.鱼在哪里?
怎样才能叉到鱼?
人看到水中的鱼,是鱼的虚像,位置比鱼的实际位置偏高。?
原来鱼从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的,虚像比鱼位置高。所以要用鱼叉去叉看到的“鱼”的下方。
想想议议:硬币升高了
在图中。起初茶碗看起来是空的,但当你慢慢往茶碗里倒水时,就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想,这是为什么?尝试在家里表演这个小魔术,并向其他人解释。
分析:从硬币S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′射来的,眼睛看到的是S点的虚像S′,
S′在S的上方,所以看起来硬币升高。
海市蜃楼
你见过海市蜃楼吗?你知道海市蜃楼是怎样产生的吗?
海市蜃楼是怎样产生的?我们已经知道,光是沿直线传播的,其实严格地说,光只是在均匀的介质中才沿直线传播,如果介质疏密不均,光线就不会沿直线传播而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天海面上。
解释它的成因:“海市蜃楼”是由光的折射现象形成的,多发于夏天的海面或沙漠。远处物体发出的光本来到达不了我们的眼睛,在射向空气的的过程中,由于海面或沙漠附近的空气疏密不均匀,而发生折射,逐渐向地面弯曲,进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去,就看见了远处的“物体”形成美丽的海市蜃楼现象。
课堂小结
课堂练习
1.(2020株洲市)2020年6月21日下午15:40,某同学观察到太阳出现了如右图所示现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象( )
A.
光的反射
B.
光的直线传播
C.
光的折射
D.
无法确定
【答案】B
【解析】出现如图所示的现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,这是由于光的直线传播,挡住的部分没有光线,呈现一片黑,而边缘没有挡住,可以看到光。故选B。
2.(2020湖北宜昌市)如图所示的光现象中,可用光的反射原理解释的是(
)
A.
墙上手影“孔雀”
B.
水中“折笔”
C.
湖面“月影”D.
树荫下“光斑”
【答案】C
【解析】A图中墙上“孔雀”是手的影子,是光沿直线传播形成的,故不符合题意;B图中水中“折笔”是光的折射现象,故不符合题意;C图中湖面的“月影”是平面镜成像,水面相当于平面镜,是光的反射现象,故符合题意;D图中树荫下的“光斑”,是光沿直线传播的小孔成像,故不符合题意,故选C.
3.(2020随州市)2020年6月21日,我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是( )
A.
水中的倒影
B.
树荫下的光斑
C.
雨后的彩虹
D.
海市蜃楼的奇景
【答案】B
【解析】日环食形成的原因是光的直线传播;
A.水中的倒影,属于平面镜成像,是由于光的反射形成的现象,故A不合题意;
B.树荫下的光斑是小孔成像,是光的直线传播形成的,故B符合题意;
C.雨后的彩虹是光的色散现象,是光的折射形成的,故C不合题意;
D.海市蜃楼,是光的折射现象,故D不合题意。故选D。
4.(2020湖北鄂州)以下描述中与光的直线传播现象有关的是( )
A.
形影相随
B.
海市蜃楼C.
对镜贴花黄
D.
水中捞月一场空
【答案】A
【解析】形影相随指影子随着物体移动,是光的直线传播;海市蜃楼是由于光的折射现象;对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮,水中捞月是平面镜成像,均是光的反射现象,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
5.(2020牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校)如图所示的光现象中,由于光的折射形成的是(
)
A.
手影
B.
桥在水中“倒影”
C.
钢笔“错位”
D.
景物在凸面镜中成像
【答案】C
【解析】A.在墙上的
“手影”,是光的直线传播形成的,故A错误;
B.桥在水中形成“倒影”,是水面成像,属于光的反射现象,故B错误;
C.钢笔“错位”,属于光的折射现象,故C正确;
D.景物在凸面镜中成像,可以扩大视野,是凸面镜成像,属于光的反射现象,故D错误。
6.(2020吉林省)漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光的______形成的______像。
【答案】
(1).
折射
(2).
虚
【解析】[1][2]漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光从水中进入空气中发生了折射,而形成的鱼的虚像。
7.(2020湖北荆州)洪湖介于荆州的洪湖市和监利县之间,是中国第七、湖北第一大淡水湖。如图,小华和爷爷在洪湖划船观光时,惊喜地发现水面下有游动的鱼。“鱼”是光的______形成的虚像。桨划水时发出声音,这声音主要是由桨和水的______产生的,由______传入人耳。
【答案】
(1).
折射
(2).
振动
(3).
空气
【解析】[1]水面上的人看到水面下有游动的鱼,是由光的折射形成的虚像。
[2]声音是由物体振动产生的,桨划水时发出声音主要是由桨和水的振动产生的。
[3]水面上的人听的声音是由空气传入人耳的。
8.(2020黔东南州)如图所示,一束光线从空气射入水中,在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出反射光线,并作出折射光线的大致方向。
【答案】
【解析】以入射光线与水面的交点为入射点,过入射点做法线,根据反射角等于入射角的规律在法线右侧的空气中作反射光线;根据光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角的规律在法线右侧的水中作折射光线,如图所示:
板
书
设
计
第四节?光的折射
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当光从空气斜射人其他透明介质时,入射角大于折射角;当光从其他透明介质斜射人空气时,入射角小于折射角.(空气中的角较其它介质中的角大)
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:池水变浅.筷子变弯、硬币升高、海市蜃楼等。
布
置
作
业
【必做题】
教材第84
页动手动脑学物理的1、2、3题.。
【选做题】
教材第84动手动脑学物理的4题.
课
后
反
思
本节课以生活中的一些光的折射现象的例子引入新课,然后开始讲光的折射现象的概念、物理名词、折射规律,以生活现象为基础,给学生提供了充分的有关光的折射现象的感性认识,拉近了物理学习与生活的距离。最后用画图的方式解释课前提出的折射现象的例子,再让学生做几道题巩固这节课所学的东西,本课最大的不足是由于时间关系没有引导学生做实验
本节实验较多,做好实验,是学生理解规律,突破难点的关键。要注意让学生能观察到明显的现象,以加深对折射现象的印象和激发学生学习兴趣。开始引入课题的实验器材,要用碗不宜用杯子,避免解释的麻烦。为提高学生学习兴趣和培养观察、分析、归纳能力,做每个实验前要提醒学生观察什么。实验完,教师不要急于讲解,先引导学生自己分析、归纳,然后教师再补充、小结。当然应注意控制好时间,不要影响教学内容的完成。
运用折射规律解释现象,学生会有一定困难。教师应注意示范引导,边画光路图边分析解释。应强调:人眼看到物体是该物体射出的光进入人眼,而且人眼的生理功能只能感觉光是沿直线进入人眼的。光的折射是重要的光学现象,是理解透镜成像的基础,同时又是解释日常生活中许多光现象的基础.所以本节是本单元教学的重点.?
11第4节光的折射
精选练习
一、夯实基础
1.(2020
广西河池市)关于光现象,下列说法正确的是( )
A.
人离平面镜越近,像就越大
B.
光在真空中传播的速度是340m/s
C.
汽车观后镜靠光的折射来观察路况
D.
影子的形成可以用光的直线传播来解释
【答案】D
【解析】A.平面镜成像中,像与物等大,故人面镜时,人的大小没有变,故像的大小没有变,故A选项错误;
B.光在真空中传播的速度是3×108m/s,故B选项错误;
C.汽车观后镜靠光的反射来观察路况的,故C选项错误;
D.影子的形成是光照射不到的地方,用光的直线传播来解释,故D选项正确。故选D。
2.(2020
湖北鄂州)以下描述中与光的直线传播现象有关的是( )
A.
形影相随
B.
海市蜃楼
C.
对镜贴花黄
D.
水中捞月一场空
【答案】A
【解析】形影相随指影子随着物体移动,是光的直线传播;海市蜃楼是由于光的折射现象;对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮,水中捞月是平面镜成像,均是光的反射现象,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.(2020
湖北宜昌市)如图所示的光现象中,可用光的反射原理解释的是(
)
A.
墙上手影“孔雀”
B.
水中“折笔”
C.
湖面“月影”
D.
树荫下“光斑”
【答案】C
【解析】A图中墙上“孔雀”是手的影子,是光沿直线传播形成的,故不符合题意;B图中水中“折笔”是光的折射现象,故不符合题意;C图中湖面的“月影”是平面镜成像,水面相当于平面镜,是光的反射现象,故符合题意;D图中树荫下的“光斑”,是光沿直线传播的小孔成像,故不符合题意,故选C.
4.(2020吉林省)漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光的______形成的______像。
【答案】
(1).
折射
(2).
虚
【解析】[1][2]漫步湖边,看到水中的“鱼儿”,是由于光从水中进入空气中发生了折射,而形成的鱼的虚像。
5.(2020
南宁市)烈日炎炎的夏季,白天河岸上沙土热得烫脚,但河水却非常凉爽,是由于水的比热容较____(“大”或“小”);清澈河水看起来比实际深度要____(选填“深”或“浅”),容易造成误判,因此不要贸然下水,以免发生溺水事故?
【答案】
(1).
大
(2).
浅
【解析】[1]烈日炎炎的夏季,水和沙土同时接受阳光的照射,加热条件相同,在相同时间内,物质所吸收到的热量是相同的,因为水的比热容大,水的温度升高的慢,所以人站在水中时感觉凉爽,而当人赤脚走在沙土地上时却感到烫。
[2]从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅,是由于光从水中射入空气中,在水面处发生光的折射而产生的现象。
6.(2020
江苏镇江市)光在空气和水的分界面处同时发生反射和折射光路如图所示,其中折射角为_____(选填“1”?“2”或“3”),分界面为_____(选填“①”或“②”),分界面的_____方为水,当入射角减小时,反射光线与折射光线的夹角将变_____?
【答案】
(1).
2
;
(2).
②
;
(3).
上
;
(4).
大。
【解析】[1][2]根据光的反射定律,入射光线与法线的夹角为入射角,反射光线与法线的夹角为反射角,并且反射角等于入射角,由图可知,3、1是入射角和反射角,故①是法线,②是界面,所以CO是入射光线,OA是反射光线,OB为折射光线,其中折射角为2。
[3]光在空气和水分界面处同时发生反射和折射,如图所示,入射角3比折射角2小,光在光密介质中的角度小,因此分界面的上方是水。
[4]当入射角减小时,折射角和反射角都会变小,因此反射光线与折射光线的夹角将变大。
7.(2020绥化市)如图所示,一束光AB从空气斜射向透明玻璃,请作出这束光的反射光线和大致的折射光线。(保留作图痕迹)
【答案】
【解析】过入射点垂直于界面做出法线,根据反射角等于入射角,在法线左侧的空气中作出反射光线;再根据光从空气斜射入其它透明介质中,折射角小于入射角,在法线左侧的玻璃中作出折射光线。如图所示:
8.(2020贵州安顺市)如图所示,一束光线从水中斜射向空气,请画出折射光线的大致位置。
【分析】折射定律: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,。
【答案】
【解析】根据光的折射规律,当光由水中斜射进入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角。画出折射光线。如图所示:
。
9.(2020
黔东南州)如图所示,一束光线从空气射入水中,在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出反射光线,并作出折射光线的大致方向。
【答案】
【解析】以入射光线与水面的交点为入射点,过入射点做法线,根据反射角等于入射角的规律在法线右侧的空气中作反射光线;根据光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角的规律在法线右侧的水中作折射光线,如图所示:
10.(2020
湘潭市)一束光从空气斜射入水中时,水中的折射光线OA如图所示,试用带箭头的直线画出入射光线的大致方向。
【答案】:
【解析】
图中已知是折射光线,下面是水、上面是空气,首先过折射点画出法线(用虚线),根据“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”在法线右侧的空气中画出入射光线;如图所示:
画光的反射光线或折射光线,主要是依据反射定律和折射定律,注意角度的大小和箭头的方向。
二、提升训练
1.(2020日照)如图所示,人眼在A处看到河里B处有一条鱼,从A处射出一束极细的激光,要使激光能照射到鱼身上,则激光应朝哪个方向射出()
A.
B点
B.
B上方
C.
B下方
D.
B左方或右方
【答案】A
【解析】人眼在A处看到河里B处有一条鱼,鱼的实际位置在B点下方,因为光在发生折射时遵循光路可逆规律,所以激光向B点照射时,在进入水的时候发生折射,折射光线刚好落在鱼身上了,A符合题意。故选A。
2.(2020
襄阳市)人们看到的下列现象中,由光的直线传播形成的是( )
A.
立竿见影
B.
海市蜃楼
C.
雨后“彩虹”
D.
东津大桥水中“倒影”
【答案】A
【解析】A.立竿见影,影的形成是由于光的直线传播,故A符合题意;
B.海市蜃楼,是由于光的折射形成的,故B不符合题意;
C.雨后“彩虹”,是由于光的折射形成的,故C不符合题意;
D.东津大桥水中“倒影”,是平面镜成像,是由光的反射形成的,故D不符合题意。故选A。
3.(2020株洲市)2020年6月21日下午15:40,某同学观察到太阳出现了如右图所示现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象( )
A.
光的反射
B.
光的直线传播
C.
光的折射
D.
无法确定
【答案】B
【解析】出现如图所示的现象,太阳被月亮遮挡住了一部分,这是由于光的直线传播,挡住的部分没有光线,呈现一片黑,而边缘没有挡住,可以看到光。故选B。
4.(2020
黑龙江龙东地区)如图所示是生活中的一些光的现象,属于光的反射的是( )
A.
池水变浅
B.
手影的形成
C.
十字路口大凸面镜
D小孔成像
【答案】C
【解析】A.池水变浅了是光从一种介质进入另一种介质时,出现的折射现象,故A不符合题意;
B.手影的形成是由于光的直线传播,故B不符合题意;
C.十字路口大凸面镜由于光的反射,比相同面积的平面镜扩大了观察范围,故C符合题意;
D.小孔成像的形成是由于光的直线传播,故D不符合题意。故选C。
5.(2020阜新市)下列所示的四个现象中,属于光的折射的是( )
①海市蜃楼
②日环食
③筷子上折
④鸟的倒影
A.
①②
B.
①③
C.
①②④
D.
②③④
【答案】B
【解析】①海市蜃楼是光的折射现象;
②日环食是光的直线传播形成的;
③筷子上折是由光的折射形成的;
④鸟的倒影,属于平面镜成像,是光的反射现象。
属于光的折射的是①③。故选B。
6.(重庆市(A)2020)如图所示,由于光的折射形成的是( )
A.
倒立的“烛焰”
B.
变幻的“手影”
C.
“折断”的铅笔
D.
金色的“日环”
【答案】C
【解析】A.小孔成像,成倒立的实像,是由光的直线传播形成的,故A项不符合题意;
B.“手影”是由光的直线传播形成的,故B项不符合题意;
C.“折断”的铅笔是由光的折射形成的,故C项符合题意;
D.日环食是由光的直线传播形成的,故D项不符合题意。故选C。
7.(2020
辽宁营口)小波在湖边游玩时,看到茂密的树下有许多圆形光斑,仔细一看是太阳的“像”,这是光的______而形成的;看到湖水中游动的“鱼”比其实际位置要______(选填“深”或“浅”),这是因为光从水中斜射向空气时发生______;湖面上拱桥在水中的“倒影”,这是由于光的______而形成的虚像。
【答案】
(1).
直线传播
(2).
浅
(3).
折射
(4).
反射
【解析】[1]
小波看到茂密树下有许多圆形光斑,这是太阳沿直线传播通过树叶缝隙成倒立的像。
[2]
[3]我们看到的水中的鱼,是由光的折射形成的虚像,在折射光线的反向延长线上,由于折射光线向水面偏折,折射光线相对于入射光线位置升高了,所以看到的水中的鱼位置比实际位置浅。
[4]
湖面上拱桥在水中的“倒影”,这是由于光的反射而形成的虚像。
8.(2020黔南州)如图所示,一束光射向玻璃砖并穿过玻璃砖。画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线(注意标出法线)
【答案】
【解析】先在入射面作出法线,由光的折射定律:光从空气斜射入玻璃中,折射角小于入射角,大概作出第一次的折射光线。之后光线会进行第二次折射,从玻璃进入空气,此时折射角大于入射角,且此时的入射角与第一次折射时的折射角相等,根据光线可逆可知,此次的折射角应等于第一次的入射角,所以离开玻璃后的光线应与第一次的入射光线平行。作图如下:
9.(2020
黔西南州)如图,装有水的烧杯底部有一枚硬币A,眼睛在B处看到硬币在C处。画出人眼看到硬币的光路图。
【答案】
【解析】当折射光线进入人眼时,人凭光沿直线传播的感觉,判断硬币在折射光线的反向延长线上的C处,人看到的是硬币的虚像;从题中条件可知,人眼在B处,像在C处,先连接B、C两点,与水面交于点O,那么O为入射点,再连接AO,这为入射光线,标上箭头,OB为折射光线,并标上箭头,如下图所示。
10.(2020湖北十堰)如图,空气中某点光源S发出的条光线射向水面,在水面发生反射和折射,反射光线经过P点。请在图中作出这条入射光线、对应的反射光线和折射光线的大致方向(保留作图痕迹)。
【答案】
【解析】过光源S作水面的垂线,此时的水面相当于平面镜的镜面,据平面镜的成像特点,找光源S在水中的像S',连接S'P,S'P与水面的交点,即为入射点O,作S'P时,OP段为实线,即为经过P点的反射光线,OS'段为虚线,是反射光线的反射延长线,不是实际光线。连接SO,即为入射光线。接着作出水面的法线,再根据光的折射定律作出SO的折射光线。作图如下:
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