1、第四章 光現(xiàn)象 第4節(jié) 光的折射1.光的折射:光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。2.光的折射規(guī)律3.在光的折射中,光路是可逆的。知識點(diǎn)1:光的折射1.折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射,如下圖所示。2.折射現(xiàn)象的組成要素如上圖所示是光從空氣斜射入水中時的光路,射向界面的是入射光線,入射光線射到界面上的點(diǎn)為入射點(diǎn),過入射點(diǎn)作界面的垂線為法線,在水中遠(yuǎn)離界面的光線為折射光線。折射光線與法線的夾角為折射角,用r表示;入射光線與法線的夾角為入射角,用i表示。易錯警示光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時,光的傳播方向不發(fā)生改變

2、。發(fā)生折射時,同時也一定發(fā)生反射。光的折射與光的反射不同。光的反射是指光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)的表面時,有一部分光或全部返回到原來的介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象;而光的折射是指光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)中傳播,或在同種但不均勻介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象,一定要注意區(qū)分。例如太陽、星星、篝火對面的物體,無論是本身發(fā)出的光,還是反射其他物體的光,進(jìn)入眼睛的過程中,所經(jīng)過的介質(zhì)都不均勻,所以發(fā)生的是折射?！纠咳鐖D所示現(xiàn)象中,屬于光的折射的是()答案:C點(diǎn)撥：A選項屬于光的直線傳播,B、D選項屬于光的反射;C選項是由于光的折射造成的。知識點(diǎn)2:光的折射規(guī)律1.光的折射規(guī)律光發(fā)生折射現(xiàn)象時,折射光線跟入射光線和法線在同

3、一平面內(nèi),折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè);光從空氣斜射入水或玻璃中時,折射角小于入射角,入射角增大(或減小)時,折射角就增大(或減小);當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時,折射角大于入射角;當(dāng)光垂直射向兩種介質(zhì)的分界面時,傳播方向不變。2.折射光路是可逆的折射中光路是可逆的。折射現(xiàn)象中,光線的方向反向時,光傳播的路徑是不變的(光沿原路返回)。如圖所示。巧記速記光的折射中,三線的位置關(guān)系與光的反射相同,可重點(diǎn)記憶“兩角”的關(guān)系,可簡記為“直射不變同為零,斜射變化空氣中的大?！币馑际钦f垂直界面入射時,光的傳播方向不改變,此時入射角與折射角都為零度;光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,兩角的大小不等,從

4、空氣斜射入其他介質(zhì)時入射角大,從其他介質(zhì)斜射入空氣中時折射角大?！纠空埬愀鶕?jù)下列情景提出自己的探究課題,并作出合適的猜想。小明在一塊硬紙板上畫了一條直線AB,然后將硬紙板豎直插入水中,拿一只激光手電筒沿AB照射,發(fā)現(xiàn)折射光線向法線偏折,如圖中甲圖所示。他取出硬紙板,將一塊玻璃磚緊貼在硬紙板上,如圖中乙圖所示,再沿AB用激光手電筒照射,發(fā)現(xiàn)折射光線仍向法線偏折,但偏折的程度變大了。探究課題一:;猜想和假設(shè):。探究課題二:;猜想和假設(shè):。答案:探究課題一:折射角的大小與介質(zhì)種類的關(guān)系;猜想和假設(shè):光從空氣斜射入不同的介質(zhì)中時,折射角的大小是不同的;探究課題二:光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時,折射角和

5、入射角的關(guān)系;猜想和假設(shè):光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時,折射角小于入射角點(diǎn)撥：這是一道開放題,可從折射規(guī)律的幾點(diǎn)內(nèi)容去考慮。例如,由實(shí)驗可知,當(dāng)光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時,光的傳播方向會發(fā)生偏折,如果是垂直入射,光的傳播方向又會怎樣呢?還有,光線從空氣斜射到水或玻璃磚時,折射光線向法線偏折,反過來,若是光線從水或玻璃磚向空氣中斜射,折射光線還會向法線偏折嗎?總之,此題可圍繞光的折射規(guī)律去回答,而猜想只要合理即可。知識點(diǎn)3:生活中的折射現(xiàn)象我們能夠看見物體是由于物體表面有光進(jìn)入我們的眼睛,而眼睛卻經(jīng)常受騙,原因之一是由于光在傳播過程中發(fā)生折射的緣故。如圖所示,水中點(diǎn)A發(fā)出的光從水中向空氣中折射時,

6、由于折射角大于入射角,所以在水面處會向遠(yuǎn)離法線的方向偏折,由于眼睛的生理機(jī)能,會覺得光線好像來自A,導(dǎo)致看到的位置比實(shí)際位置偏高,這就是所謂的眼睛受騙。生活中類似的現(xiàn)象還有很多,比如放入水中的筷子看起來彎折,池水看起來變淺,叉魚要對準(zhǔn)看到魚的下方才行,站在地球上看太陽、星星,看到的位置比實(shí)際位置偏高,這些都是由于光的折射引起的?？傊?無論從空氣中觀察水或其他介質(zhì)的物體,還是從其他介質(zhì)觀察空氣中的物體,都是看到的位置比實(shí)際位置偏高。【例】人在水池邊看到水池底的石塊,人看到的是石塊的(填“實(shí)”或“虛”)像。像的位置比石塊的實(shí)際位置(填“高”或“低”)一些。答案:虛;高點(diǎn)撥：從水池底的石塊射向空氣的

7、光,在水面處發(fā)生折射,由折射規(guī)律知,此時的入射角小于折射角,故折射光線將偏離法線,人眼逆著折射光線看去,就好像光是從石塊上方位置發(fā)出的,因為人看到的“石塊”是折射光線的反向延長線相交形成的,故是虛像。考點(diǎn)1:探究光的折射規(guī)律【例1】小宇利用如圖所示裝置將一束光由水中斜射到空氣中,來探究“光的折射規(guī)律”。(1)為了更清晰地觀察水中的光路,可以采用的辦法是。實(shí)驗中,(填“能”或“不能”)看見反射光線。(2)實(shí)驗的折射光路如圖所示,可以判定折射角(填“大于”、“小于”或“等于”)入射角。增大入射角時,折射角(填“增大”或“減小”)。答案:(1)向水中加墨水(或牛奶等);能(2)大于;增大點(diǎn)撥：(1)

8、通過向水中加入墨水(或牛奶等),能看到光傳播的清晰路徑。在界面處發(fā)生折射時,必定也發(fā)生反射,故能看到反射光線。(2)光由水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時,入射角小于折射角,入射角增大時,折射角也增大?？键c(diǎn)2:對光的直線傳播、光的反射與光的折射進(jìn)行綜合識別【例2】在水深1 m的湖面上空,一只畫眉鳥停在岸邊柳樹距水面5 m高的樹枝上婉轉(zhuǎn)地唱歌;在距岸邊2 m的水中,一條紅色的小鯉魚悠然地游動。靜觀湖面,“小鯉魚”、“畫眉鳥”和“柳樹”渾然一體,好一幅如詩如畫的美景!關(guān)于上述情景,下列闡述錯誤的是()A.水中的“畫眉鳥”是樹上的畫眉鳥通過水面反射形成的一個虛像B.水中的“畫眉鳥”距離水面1 mC.站在岸邊

9、看見的“小鯉魚”到水面的距離肯定小于1 mD.我們看到水中的“畫眉鳥”和“小鯉魚”都是虛像答案:B點(diǎn)撥：水中的“畫眉鳥”是光的反射現(xiàn)象(平面鏡成像),由平面鏡成像特點(diǎn)知,該像是畫眉鳥的虛像,畫眉鳥到鏡面(水面)的距離為5 m,水中“畫眉鳥”(像)到鏡面的距離也為5 m,故選項A說法正確,B說法錯誤;看到水中的“小鯉魚”是光的折射形成的虛像,它在實(shí)際小鯉魚的上方,因湖水深為1 m,則所看到的“小鯉魚”到水面的距離必定小于1 m,故選項C、D說法均正確。考點(diǎn)3:有關(guān)光的折射問題的實(shí)際運(yùn)用【例3】用氣槍射擊池中的魚,為提高命中率,在射擊時應(yīng)瞄準(zhǔn) ()A.看到的魚 B.看到的魚再偏上C.看到的魚再偏下 D.