第4節(jié)光的折射體驗(yàn)光的折射現(xiàn)象活動(dòng)1：在不透明的杯子里放一枚硬幣,把杯子端到可以看到硬幣的高度后慢慢上抬,直到剛好看不到杯內(nèi)硬幣時(shí),向杯內(nèi)倒水,你能再次看到硬幣嗎?活動(dòng)2：將鉛筆插入水中,你會(huì)發(fā)現(xiàn)鉛筆發(fā)生了什么變化?參考答案：活動(dòng)1：能?；顒?dòng)2：鉛筆折斷了。1.光的折射：(1)定義：

。(2)幾個(gè)概念。①法線：

。②入射角：

。③折射角：

。(3)規(guī)律。①光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí),折射光線向

偏折,折射角

入射角。②入射角增大,折射角

。③光從空氣垂直射入水或其他介質(zhì)時(shí),傳播方向

。④在折射現(xiàn)象中,光路

。2.生活中的折射現(xiàn)象：(1)池水看起來(lái)比實(shí)際

。(2)筷子在水中

。參考答案：1.(1)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象(2)①過(guò)入射點(diǎn)并垂直于兩種介質(zhì)界面的直線②入射光線與法線的夾角③折射光線與法線的夾角(3)①法線小于②增大③不變④可逆2.(1)淺(2)折斷探究1認(rèn)識(shí)光的折射結(jié)合“體驗(yàn)”,思考以下問(wèn)題：1.根據(jù)“體驗(yàn)”和光沿直線傳播的條件,當(dāng)光從空氣射入水中時(shí),光的傳播方向會(huì)

。提示：光沿直線傳播的條件：光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播;光從空氣射入水中時(shí),介質(zhì)的種類(lèi)發(fā)生變化,光的傳播方向會(huì)發(fā)生偏折。參考答案：發(fā)生偏折2.如圖為光從空氣射入水中的光路圖,標(biāo)出入射角、折射光線、折射角。①

角②

光線③

角提示：①i是入射光線與法線的夾角,為入射角;②是光從空氣進(jìn)入水中,被折射后的光線,為折射光線;③r是折射光線與法線的夾角,為折射角。參考答案：入射折射折射【微點(diǎn)撥】(1)光從一種介質(zhì)射向另一種透明介質(zhì)表面,既發(fā)生折射,同時(shí)也發(fā)生反射。(2)反射光線光速與入射光線相同,折射光線光速與入射光線不同。探究2光的折射規(guī)律1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及現(xiàn)象分析：(1)讓一束光從空氣斜射入水中,發(fā)現(xiàn)折射光線

法線,可得出折射角

入射角。提示：入射光線與法線的夾角是入射角,折射光線與法線的夾角是折射角,光從空氣斜射入水中時(shí),發(fā)現(xiàn)折射光線向法線方向偏折,說(shuō)明折射角小于入射角。參考答案：靠近小于(2)改變?nèi)肷涔饩€的方向,使入射光線遠(yuǎn)離法線,發(fā)現(xiàn)折射光線也

法線,說(shuō)明入射角增大時(shí),折射角

。提示：入射光線遠(yuǎn)離法線時(shí),入射角增大,折射光線也遠(yuǎn)離法線,折射角增大,這說(shuō)明入射角增大時(shí),折射角也增大。參考答案：遠(yuǎn)離增大(3)讓光線沿法線從空氣垂直射入水中,發(fā)現(xiàn)折射光線在水中也沿

方向傳播,說(shuō)明光從空氣垂直射入水中時(shí),傳播方向

。參考答案：法線不變(4)讓光逆著折射光線的方向從水中斜射入空氣,看到進(jìn)入空氣中的折射光線逆著原來(lái)

的方向射出。①說(shuō)明在折射現(xiàn)象中,光路

;②此時(shí)在空氣中的折射光線向

(選填“法線”或“界面”)偏折,折射角

入射角。參考答案：入射光線①可逆②界面大于2.交流與評(píng)估：(1)為了更清晰地觀察水中的光路,可以采用什么辦法?提示：因?yàn)樵谒袥](méi)有反射光的物質(zhì),所以在純水中看不到光路,光照在牛奶和蚊香的細(xì)小微粒上能反射光,從而可以看到光傳播的路徑與方向。參考答案：水中加入牛奶或在水槽背面貼一張白紙作為背景等。(2)若驗(yàn)證折射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)需借助什么器材?提示：為驗(yàn)證折射光線、入射光線和法線是否在同一平面內(nèi)需要借助一個(gè)可折轉(zhuǎn)的光屏。讓光沿光屏從空氣斜射入水中,折射光線、入射光線與法線在同一平面內(nèi),將有折射光線的半個(gè)光屏向后折轉(zhuǎn)一個(gè)角度,觀察光屏上是否還有折射光線。參考答案：可折轉(zhuǎn)的光屏【微點(diǎn)撥】無(wú)論光從空氣中斜射入其他介質(zhì)中,還是光從其他介質(zhì)中斜射入空氣中,總是空氣中的角大于其他介質(zhì)中的角?！局R(shí)拓展】探究光的折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)(1)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：激光筆、長(zhǎng)方體透明容器、白色可折塑料平板、水等。(2)改進(jìn)光的折射實(shí)驗(yàn)的具體做法：按照實(shí)驗(yàn)要求把塑料板固定在容器中,然后在容器中倒入適量的水;讓激光筆的光沿塑料板上的某條線斜射入水中,觀察折射光線的情況;改變?nèi)肷涔饩€的方向,觀察折射光線的情況;把塑料板沿豎向中間線向后折,使左右兩面不在同一平面內(nèi),再使激光沿塑料板上的某條線斜射入水中,觀察折射光線的情況;讓激光筆的光沿塑料板垂直射入水中,觀察折射光線的情況;最后得出光的折射規(guī)律。(3)需要注意的事項(xiàng)：塑料板要平,厚度以1～2mm為佳,太薄板容易彎曲,光路的呈現(xiàn)也不清晰,太厚不易折。若找不到白色塑料板,用漆將它涂成白色也可。另外還應(yīng)把塑料板卡得緊些。為了更好地觀察實(shí)驗(yàn)情況,可在塑料板上畫(huà)些直線以便觀察光折射時(shí)的偏向,也可在塑料板上標(biāo)上角度,可更精確地測(cè)定入射角和折射角的度數(shù)。探究3生活中的折射現(xiàn)象結(jié)合“體驗(yàn)”,思考以下問(wèn)題：1.河水看起來(lái)為什么比實(shí)際的淺?請(qǐng)結(jié)合光的折射規(guī)律分析。思路：如圖,因?yàn)楹拥追瓷涞墓庥?/p>

斜射入

時(shí),在水面發(fā)生

,折射光線

(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)法線,人眼逆著折射光線看過(guò)去,看到的是河底的

(選填“實(shí)”或“虛”)像,像在河底的

(選填“上”或“下”)方,所以河底變淺了。參考答案：水空氣折射遠(yuǎn)離虛上2.插入水中的筷子會(huì)向

偏折。為什么?試解釋一下。提示：如圖,筷子上B點(diǎn)的光是從水中斜射入空氣而進(jìn)入眼睛的,光在水面處發(fā)生折射,折射光線遠(yuǎn)離法線,人逆著折射光線看過(guò)去,感覺(jué)光線好像是來(lái)自筷子上方B′點(diǎn),筷子在水中的其他各點(diǎn)情形也是如此,所以我們看到插入水中的筷子會(huì)向上偏折。參考答案：上插入水中的筷子反射的光從水中進(jìn)入空氣時(shí),在水面發(fā)生折射,折射光線遠(yuǎn)離法線,人逆著折射光線看去,感覺(jué)光線好像是從筷子上方發(fā)出的,所以會(huì)看到插入水中的筷子向上偏折?！疚Ⅻc(diǎn)撥】在岸上看水中的物體變淺,水中看岸上的物體變高,看到的都是物體的虛像?！局R(shí)拓展】模擬海市蜃樓現(xiàn)象器材：玻璃缸(60cm×30cm×70cm)、水、食鹽、白紙、薄泡沫板、激光筆、臺(tái)燈、實(shí)物(杯子)步驟：(1)在玻璃缸中配置適量稍過(guò)飽和的食鹽水溶液。(2)用薄泡沫板制作一個(gè)略小于玻璃缸內(nèi)壁大小的泡沫缸,用鐵釘在其底部均勻地鉆好小孔。(3)在泡沫缸底部的小孔上方用白紙墊上,將泡沫缸放置在飽和食鹽水面上。(4)將清水注入“泡沫缸”中,清水的量與食鹽水大致相同。(5)靜置、等待(放置期間不可振動(dòng)、晃動(dòng)裝置),由于泡沫板密度小于水,泡沫板逐漸上升,清水慢慢滲入后,可看到“分層”的液面。(6)清水滲透期間用激光筆水平射入溶液,觀察折射現(xiàn)象。(7)將一物體放在玻璃缸背面,用臺(tái)燈照亮物體,從正面觀察、拍攝蜃景。(8)若攪動(dòng)溶液,“蜃景”立即消失。注意事項(xiàng)：(1)泡沫缸底部小孔的多少與孔徑的大小直接影響清水滲透的進(jìn)度(梯度溶液形成的快慢),即蜃景出現(xiàn)的早晚;(2)飽和溶液中未融化的食鹽的多少?zèng)Q定蜃景持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短。不變共面增大考點(diǎn)1探究光的折射規(guī)律【示范題1】(2013·蘇州中考)某同學(xué)在做探究光的折射特點(diǎn)實(shí)驗(yàn),如圖是光從空氣射入水中時(shí)的光路,實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),入射光線、折射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還得到如下數(shù)據(jù)：入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11.3°22.1°35.4°40.9°(1)分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論：①光從空氣斜射到水面時(shí),將同時(shí)發(fā)生

和

現(xiàn)象;②光從空氣斜射到水面時(shí),折射角隨入射角的變化關(guān)系是

,且折射角

(選填“大于”“等于”或“小于”)入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí),折射角等于零。該同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和結(jié)論②總結(jié)出了光的折射特點(diǎn)。(2)請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)通過(guò)上述探究實(shí)驗(yàn)得出光的折射特點(diǎn)的過(guò)程做出評(píng)價(jià)。是否存在不足?答：

(選填“是”或“否”);請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由：

?！窘忸}指南】(1)光從水中射向空氣中,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?(2)光從水中斜射入空氣中,折射角和入射角的大小關(guān)系是什么?提示：(1)光在水的表面發(fā)生反射和折射。(2)折射角大于入射角。【精講精析】本題考查光的折射定律。光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí),折射角小于入射角,折射角隨入射角的增大而增大。(1)①光從空氣斜射到水面時(shí),將同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象;②由表中數(shù)據(jù)可知,光從空氣斜射到水面時(shí),當(dāng)入射角不斷增大時(shí),折射角也隨之增大,故折射角隨入射角的變化關(guān)系是折射角隨入射角的增大而增大,且折射角小于入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí),折射角等于零。(2)評(píng)價(jià)：存在不足,應(yīng)該換用其他透明介質(zhì)再做此實(shí)驗(yàn),這樣得出的結(jié)論將更具有普遍性。答案：(1)①反射折射②折射角隨入射角的增大而增大小于(2)是五次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以,但沒(méi)有換用其他透明介質(zhì)做此實(shí)驗(yàn)【通關(guān)金鑰匙】折射角與入射角大小關(guān)系的判定【變式訓(xùn)練】如圖所示,光線從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì),MN是兩種介質(zhì)的分界面,其中一種介質(zhì)是空氣,則入射角為

度,MN的

(選填“左”或“右”)側(cè)是空氣?！窘馕觥勘绢}考查光的折射規(guī)律。入射光線和反射光線應(yīng)該在同一種介質(zhì)中,所以MN左側(cè)的兩條光線為入射光線和反射光線,右側(cè)為折射光線;因?yàn)榉瓷涔饩€與界面夾角為50°,所以反射角等于90°-50°=40°;又因?yàn)榉瓷浣堑扔谌肷浣?所以入射角等于40°;已知折射光線與界面的夾角為30°,所以折射角等于90°-30°=60°;又因?yàn)檎凵浣谴笥谌肷浣?所以MN右側(cè)為空氣。答案：40右考點(diǎn)2光的折射規(guī)律的應(yīng)用【示范題2】(1)(2013·永州中考)如圖所示,請(qǐng)?jiān)趫D中作出入射光線AB在水中的折射光線的大致方向?！窘忸}指南】①光線從什么介質(zhì)斜射入什么介質(zhì)中?②法線與界面是什么關(guān)系?③折射光線在水中是靠近法線還是遠(yuǎn)離法線?提示：①?gòu)目諝庵行鄙淙胨小＂诜ň€與界面垂直。③靠近法線?！揪v精析】本題考查了折射光線的畫(huà)法。關(guān)鍵是熟記光的折射定律,搞清折射角與入射角的關(guān)系。首先過(guò)B點(diǎn)作一條與界面垂直的直線即是法線,然后根據(jù)折射規(guī)律：光從空氣斜射入水中,折射角小于入射角,畫(huà)出折射光線。答案：如圖所示(2)(2012·宜昌中考)如圖所示,岸邊有一物體B,潛水員從水中能看見(jiàn)B的像B1,請(qǐng)作出一條眼睛能看到B1的折射光路圖。【解題指南】①人的眼睛和人眼看到的像的連線是一條直線嗎?②連線和界面的交點(diǎn)是什么點(diǎn)?③B點(diǎn)與入射點(diǎn)的連線是入射光線還是折射光線?④光線從什么介質(zhì)斜射入什么介質(zhì)中?提示：①是一條直線②入射點(diǎn)③入射光線④從空氣中斜射入水中【精講精析