第4节 光的折射
学习目标
1.了解光的折射现象.
2.经历探究光的折射规律的过程,了解折射的初步规律.
3.关注周围生活中的折射现象,乐于用已有的知识解释生活中因光的折射发生的现象.
自主探究
1.光在 物质中沿直线传播,那么光遇到水、玻璃等许多物体的表面会发生 现象.光如果从空气斜射入水中传播方向 (选填“不变”或“偏折”).
2.光由一种介质斜射入另一种介质时,传播方向 的现象,叫光的折射.
3.向一个空碗中倒水,你会观察到碗变 (填“深”或“浅”).
小游戏:
1.碗中放入一枚硬币,调整眼睛到刚好看不见硬币的位置,另一同学向碗中缓慢倒水,当水升到一定高度时,请同学们观察实验现象.(激发学生兴趣)
2.学生实验:把筷子斜放到水碗中去,请学生观察实验现象.
合作探究
一、光的折射现象
1.设疑:如果光从空气中斜射入水中会看到什么现象?
2.使一束光从空气斜射入水中,观察光束在空气和水中的路径.
3.总结: ,这种现象称为光的折射现象.
二、光的折射规律
1.下面我们来研究一下折射现象,先来认识几个物理量:
【一面二角三线】
一面:界面 ;
二角:入射角是 与 的夹角,是图中的 ;折射角是 与 的夹角,是图中的 ;
三线:AO是 光线;OC是 光线;NN'是 ,与界面垂直.
2.探究光的折射规律
(1)合作探究:光的折射规律
①折射光线、入射光线、法线在 .
②折射光线、入射光线分属法线 .
③当光从空气斜射入其他介质时,折射光线 (填“靠近”或“远离”)法线,当光从其他介质斜射入空气时,折射光线 (填“靠近”或“远离”)法线.
④入射角增大,折射角 ,入射角减小,折射角 .
⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向 改变,入射角为 ,折射角也为 .
(2)补充:折射光路也是可逆的.
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三、光的折射的应用
1.在日常生活中,常见的折射现象有哪些?
2.阅读课本P82“折射使池水变浅”,回答下列问题:
河底反射的光由 斜射入 时,在水面发生 ,折射光线 (填“靠近”或“远离”)法线,人眼逆着折射光线看过去,看到的是河底的 像(填“实”或“虚”),像在河底的 方(填“上”或“下”),所以河底变浅了.
3.试回答插入水中的筷子为何向上弯折了?
课堂检测
1.下列现象由光的折射形成的是( )
A.桥在水中形成“倒影”
B.手在灯光下形成影子
C.池水看起来比实际浅
D.汽车后视镜可扩大视野
2.如图所示,正确表示光从水斜射入空气中的光路是( )
3.岸边的渔民看到水中的“鱼”,实际上是由于光的 形成的鱼的 像;有经验的渔民知道,用鱼叉插鱼时要朝着所看到的“鱼”更 (选填“深”或“浅”)一些的位置插去,才能插到鱼.
4.如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它.
(1)小明看不到硬币,这是因为光在均匀介质中沿 传播;
(2)将平面镜放到碗边适当的位置,小明在A处通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的 现象;
(3)沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的 现象.
5.完成如图所示的折射光路图.
6.在探究“光从空气斜射入水和油时,哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中,小明提出如下实验方案:先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中,记录下光斑位置(如图甲所示);接着分别倒入水和油,记录对应的光斑位置,再通过分析就可得到实验结论.经讨论,同学们认为这一方案是可行的,于是进行了探究实验.
(1)要实现探究目标,他们应选择图乙中的 (选填字母序号)两图示实验.
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(2)实验时,同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,这样做的目的是为了 .
(3)某小组同学正确实验后,所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示,经分析可知:光从空气斜射入水和油时, 对光的偏折本领较大.
参考答案
自主探究
1.同种均匀 反射 偏折
2.发生偏折
3.浅
合作探究
一、光的折射现象
3.光从空气斜射入水中时,传播方向发生偏折
二、光的折射规律
1.PQ 入射光线 法线 ∠2 折射光线 法线 ∠6 入射 折射 法线
2.(1)①同一平面内 ②两侧 ③靠近 远离 ④增大 减小 ⑤不 0° 0°
三、光的折射的应用
1.水中的筷子变弯、池水变浅、海市蜃楼等.
2.水 空气 折射 远离 虚 上
3.将一根筷子插入盛水的碗中,筷子在水面处看起来变弯了,这是由于筷子反射的光从水中斜射入空气中时,传播方向发生了偏折,远离法线,折射角大于入射角,人们逆着折射光线看过去,误认为光是沿直线传播的,会感到筷子的位置比实际位置高一些,所以看起来是向上弯折了.
课堂检测
1.C
2.A 解析:由光的折射规律可知,折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居法线的两侧,且当光从水中斜射入空气中时,折射角大于入射角.光从水中斜射入空气中时,折射角应大于入射角,且折射光线和入射光线分居法线的两侧.
3.答案:折射 虚 深
解析: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,我们看到的是变浅的“鱼”的虚像,所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”更深一些的位置叉去,才能叉到鱼.
4.答案:(1)直线 (2)反射 (3)折射
解析:(1)小明看不到硬币,是由于碗的边缘部分挡住了来自硬币的光线,光线进入不到眼睛,所以眼睛看不到硬币,这说明了光在均匀介质中是沿直线传播的.
(2)来自硬币的光经过平面镜会发生反射,反射光线进入人眼,人眼逆着反射光线看去,感觉光线好像是从镜子的后面射来的,这便是硬币的虚像(虚像是反射光线反向延长线的交点),所以小明通过平面镜看到了硬币的虚像,这是利用了光的反射现象.
(3)当沿碗壁缓缓向碗中加水时,来自硬币的光线会从水中斜射入空气中从而发生折射,当折射光线进入人眼时,人眼逆着折射光线看去,看到的便是由于光的折射而形成的虚像(虚像的位置比物体的实际位置偏高),所以小明在A
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处也能看到硬币的虚像,这是利用了光的折射现象.
5.答案:如图所示
解析:题目已经过入射点作出法线,根据折射角大于入射角作出折射光线,如答案图所示.
6.答案:(1)BD (2)记录每一次光斑的位置 (3)油
解析:(1)根据控制变量法的思想,要探究水和油对光的偏折本领大小,必须控制入射角和液面的高度相同,符合条件的有BD两图.
(2)在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺,目的是为了记录液体对光的偏折的光斑的位置,比较液体对光的偏折程度,体现了转换法的思想.
(3)根据记录,油对光线的偏折程度大,对光的偏折本领较大.
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