第4節(jié)光的折射（導(dǎo)學(xué)案）

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.理解光的折射現(xiàn)象，掌握光從空氣射入其他介質(zhì)以及從其他介質(zhì)射入空氣時(shí)的折射規(guī)律?！参锢碛^念）

2.能運(yùn)用折射規(guī)律解釋生活中的折射現(xiàn)象，通過分析?、推理等方法解決與光折射相關(guān)的實(shí)際問題。（科學(xué)

思維）

3.經(jīng)歷探究光的折射規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)科學(xué)探究

能力。（科學(xué)探究）

4.養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對■社會(huì)發(fā)展的重要作用，增強(qiáng)將科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活和社會(huì)

的意識(shí)（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】

1.用探究法深入研究光的折射定律，包括折射光線、入射光線和法線的位置關(guān)系，折射角與入射角的大小

關(guān)系。

2.清晰區(qū)分光的折射現(xiàn)象與其他光現(xiàn)象，如光的反射，理解光折射定律在不同介質(zhì)組合中的應(yīng)用。

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】

1.深刻理解折射角與入射角關(guān)系，特別是在不同介質(zhì)中折射角大小變化的原因，以及在復(fù)雜情境下靈活運(yùn)用

光的折射定律解決實(shí)際問題。

2.理解在折射現(xiàn)象中光路的可逆性，并能運(yùn)用這一原理解釋一些光學(xué)現(xiàn)象，如從水下看岸上物體位置變高的

原理。

【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材PI03705《第4節(jié)光的折射》,完成以下問題：

】.光的折射：光從一種介質(zhì)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫光的折射。

2.當(dāng)光垂直射到分界面上時(shí)，光的傳播方向,此時(shí)折射光線、入射光線和法線重合，折射角

和入射角都為一°。

3.光的折射規(guī)律：折射光線、入射光線和法線在內(nèi)，折射光線和入射光線分居兩側(cè)；光從

空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角入射角；光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角

入射角。

4.在折射現(xiàn)象中，光路是o

【探究新知】

探究一、光的折射

1.光的折射

光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，如果光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，情況又會(huì)怎樣呢？讓我們通

過實(shí)驗(yàn)來研究。

演示實(shí)驗(yàn)：光從空氣斜射入水中

情景描述：這束光在分界面分成兩部分，一部分被界面反射回空氣，另一部分進(jìn)入水中，發(fā)生了偏折。

2.光的折射概念及理解

（1）概念:光從一種介質(zhì)斜射入另■種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生了偏折,這種現(xiàn)象叫作光的折射（refraction）。

（2）理解

①當(dāng)光斜射到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光進(jìn)入新介質(zhì)發(fā)生折射，還有一部分光發(fā)生反射返回原介質(zhì)

中，這兩者是同時(shí)發(fā)生的。

②當(dāng)同種介質(zhì)不均勻時(shí)，光在其內(nèi)部傳播也會(huì)發(fā)生折射。例如，研究光的直線傳播時(shí)，使激光射入不均

勻糖水，傳播路徑會(huì)彎曲，這實(shí)際上是折射導(dǎo)致的。

3.基本概念：一點(diǎn)、二角、三線

（1）入射點(diǎn)：入射光線與界面的交點(diǎn)0.

（2）入射光線：照射到兩種介質(zhì)分界面的光線A0.

（3）折射光線：進(jìn)入另一種介質(zhì)的光線OB.

（4）法線：過入射點(diǎn)且垂直于兩介質(zhì)分界面的直線NN1

（5）入射角：入射光線與法線的夾角a.

（6）折射角：折射光線與法線的夾角y.

4.實(shí)驗(yàn)：探究光的折射特點(diǎn)

【實(shí)驗(yàn)器材】

光源、水槽、水、一個(gè)可折疊的背景屏和一塊玻璃磚。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。向水槽中注水，使水面恰好通過背景屏的圓心0.

探究光的折射特點(diǎn)

（2）將一束光從空氣經(jīng)圓心0射入水中，觀察背景屏上顯示的光路。從垂直于水面入射開始，逐次增大入

射角，觀察折射角變化并比較折射角與入射角的大小關(guān)系。

提示：折射光線、入射光線、法線在同二平面內(nèi)；折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)）

（3）使一束光從水中經(jīng)圓心0射入空氣中，逐次改變?nèi)肷浣牵容^折射角和入射角的大小。

提示：折射角大于入射角

（4）換用玻璃磚，將上面的實(shí)驗(yàn)過程重復(fù)一次。

（5）如果讓光逆著折射光線的方向從水或玻璃射入空氣中，可以看到，進(jìn)入空氣中的折射光線就逆著原入

射光線的方向射出。

入射光線法線折射光線法線

提示：光路是可逆的

假設(shè)一束光從空氣射入玻璃磚，再從它的另一側(cè)射出。光在經(jīng)過兩個(gè)界面時(shí)分別向哪個(gè)方向偏折？試一

試。

光經(jīng)過第一個(gè)界面時(shí)，折射光線向法線方向偏折；光經(jīng)過第二個(gè)界面時(shí)，折射光線偏離法線方向。最終

射出的光線將與入射光線平行。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

(1)當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光

線分別位于法線兩側(cè)；入射角增大(或減小)時(shí)，折射角也隨之增大(或減小)。

(2)光垂直介質(zhì)表面入射時(shí)，折射角等于零。

(3)當(dāng)光從空氣斜射入水(或玻璃)中時(shí)，折射光線偏向法線方向，即折射角小于入射角；當(dāng)光從水(或

玻璃)斜射入空氣中時(shí)，折射光線偏離法線方向，即折射角大于入射角。

巧記：光的折射特點(diǎn)

三線一面、法線居中、變化一致、空氣角大、光路可逆。

5.從三點(diǎn)理解光的折射特點(diǎn)

(1)明確入射點(diǎn)、入射角、折射角、入射光線、折射光線、法線的含義，特別是法線，它是過入射點(diǎn)且垂直于

分界面的直線，它是作圖時(shí)畫入射角和折射角的參照標(biāo)準(zhǔn)。

(2)圻射角隨入射角的增大而增大，但不成正比，敘述時(shí)應(yīng)先說折射角后說入射角。

(3)當(dāng)光垂直射到界面時(shí)，如圖所示，光的傳播方向不發(fā)生改變，此時(shí)折射光線、入射光線、法線重合，折射

角、入折射光線時(shí)角都為0。.

入射光線—空氣

折射光線水

【典例1】如圖所示，一束光在空氣和玻璃兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，下列說法正確的是

()

A.是入射光線，入射角等于60°

B.CO是法線，尸。是折射光線

C.NAOG是折射角，折射角等于45。

D.A8是界面，A8右側(cè)是空氣

6.光的折射作圖

(1)要借助工具作圖，作圖一定要規(guī)范。

(2)實(shí)際光線畫實(shí)線，輔助線畫虛線。

(3)光線要帶箭頭，入射光線與折射光線之間不要斷開。

(4)作圖時(shí)應(yīng)先過入射點(diǎn)作出法線(虛線)，當(dāng)光從空氣斜射入玻璃或水等其他介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射

角；反之，則折射角大于入射角。

【典例2】光從空氣斜射入玻璃破，請?jiān)趫D中畫出光進(jìn)入玻璃磚和離開玻璃轉(zhuǎn)后的兩條折射光線的大致位

置。

探究二、光的折射現(xiàn)象

1.現(xiàn)象探究：折射引起的光學(xué)現(xiàn)象

(1)從岸上看水中的物體

我們能夠看見物體是由于物體表面有光射入我們的眼睛里。

假設(shè)水中A點(diǎn)射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼，眼睛會(huì)自動(dòng)沿著折射光線的反向延長線去尋找物體的

虛像S',所以我們會(huì)覺得光好像是從虛像S，射入我們眼睛里的，因此我們會(huì)覺得水中的物體變淺了。

池底實(shí)際位置S

(2)從水中看岸卜的物體

若從水中觀察岸上的物體，假設(shè)物體M射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼，眼睛會(huì)自動(dòng)沿著折射光線

的反向延長線去尋找物體的虛像所以我們會(huì)覺得光好像是從虛像M，射入我們眼睛里的，因此我們會(huì)覺

得岸上的物體變高了.

2.常見的折射現(xiàn)象

杯中的筷子'斷了”池清水淺

海市蜃樓空中彩虹三棱鏡色散

科學(xué)世界:海市蜃樓

在我國的古書《史記》《夢溪筆談》中都有關(guān)于海市蜃樓的記載，宋代大詩人蘇軾在《登州海市》的詩中也

描述過海市蜃樓的奇觀?？梢?，海市蜃樓是?種不算少見的自然現(xiàn)象。

思考:海市蜃樓是怎樣發(fā)生的？

我們已經(jīng)知道，光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播。如果介質(zhì)疏密不均，光就不會(huì)沿直線傳播，而會(huì)發(fā)

生折射。海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象，多發(fā)生在夏天的海面上。

夏天，較熱的空氣籠罩海面，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比上面的低?？諝鉄釓埨淇s，上層

的空氣比夏天空氣較熱，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比上面的低?？諝鉄崦浝淇s，二層的空氣比

底層的空氣稀疏。來自地平線以下遠(yuǎn)處物體的光，本來不能到達(dá)我們的眼中，但有一些射向空中的光，由于

不同高度空氣的疏密不同而發(fā)生彎曲，逐漸彎向地面，進(jìn)入觀察者的眼睛.觀察者逆著光望去，就看見了遠(yuǎn)

處的物體。

【典例3】星期天，小明陪著爺爺坐船去河里學(xué)習(xí)捕魚，如圖所示，請回答下列問題:

問題：（1）小明如果對準(zhǔn)從岸上看到的魚叉下去，能否叉到魚？

回答：：

（2）這里面用到了什么物理知識(shí)？

回答：o

【課堂總結(jié)】

I光硼斤射光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)

1---------比象叫作光的折射。

光

的一當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，折射光線、入射沙

折和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射修分別位于法線兩

射

L側(cè)；入射角增大（減?。r(shí)，折射角也隨之增大（減?。?。

「①從空氣看水中物體：池底變淺、筷子“折斷”等。

折射現(xiàn)象卜一②從水中看岸上物體會(huì)升高。

③海市蜃樓：是光在不均勻的空氣中傳播時(shí)，傳播方向

L發(fā)生改變，產(chǎn)生的折射現(xiàn)象。

【課堂練習(xí)】

i.中國古詩詞不僅文字優(yōu)美、意境高遠(yuǎn),還蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)知識(shí)。下列四幅圖與詩句“溪邊照影行，天

D.林間光斑

2.如圖所示，一束單色光從空氣斜射到某液面上，與液面的夾用為30。，反射光線與折射光線的夾角為

90。。下列說法正確的是（）

法線

AB

A.NAOM是入射角，入射角為30。B.OC是折射光線，折射角為30。

C.NMDC是反射角，反射角為60"D.08是反射光線，反射角為3。。

3.下列現(xiàn)象中屬于光的折射現(xiàn)象的是（）

①小孔成像

②影子的形成

③濁水看起來比實(shí)際淺

④日食和月食

⑤黑板的“反光”現(xiàn)象

⑥又魚時(shí)，要把叉對準(zhǔn)稍低于所看到的魚的位置又去才能又中魚

A.??B.③?C.③⑥D(zhuǎn).②④

4.如圖中，哪一幅圖正確表示了光從空氣進(jìn)入水中的光路（）

5.一束光從空氣斜射入玻璃，同時(shí)在玻璃表面發(fā)生反射。當(dāng)入射角逐漸減小時(shí)（）

A,反射角也逐漸減小，折射角保持不變

B.反射角和折射角都逐漸增大

C.反射角也逐漸減小，折射角逐漸增大

D.反射角和折射角也隨之減小，且反射角總與入射角相等，折射角始終比入射角小

6.如圖所示，來自地平線以下遠(yuǎn)處物體的光，由于光的而發(fā)生彎曲，進(jìn)入了觀察者的眼睛，觀察者

看到的是建筑物的（選填“實(shí)像"或‘噓像”）。

7.游泳是?項(xiàng)有益身心健康的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也存在安全隱患。如圖所示，某游泳館救生員發(fā)現(xiàn)，由于泳池