第四章光現(xiàn)象第4節(jié)光折射第1頁光折射作圖方法(規(guī)律方法)

1.已知入射光線作折射光線.若光是從空氣斜射入水中(或玻璃中)時,有折射角小于入射角:(1)作法線(過入射點);(2)確定入射角;(3)在入射光線與法線另一側(cè)水中(或玻璃中)作折射角小于入射角光線——折射光線.2.已知折射光線作入射光線.若折射光線在空氣中時,有折射角大于入射角:(1)作法線(過入射點);(2)確定折射角;(3)在折射光線與法線另一側(cè)水中(或玻璃中)作入射光線,使折射角大于入射角.第2頁

(·資陽中考)“井底之蛙”這個成語大家都很熟悉.如圖4-61甲所表示,在一個干枯井底正中央P點有一只青蛙,它視野范圍如圖甲所表示.大雨將井全部灌滿水,若青蛙仍在P點,請你在圖乙中畫出青蛙視野發(fā)生改變后大致情況.例1第3頁〔解析〕當(dāng)井里灌滿水后,光線照到水面會發(fā)生折射現(xiàn)象,因為光是從空氣射向水里,所以入射角大于折射角,所以井底之蛙看到視野范圍比沒有水時會更大,如圖4-62所表示.第4頁

1.

(·河南中考)如圖甲所表示,人眼看到斜插入水中筷子發(fā)生了彎折,請在圖乙中畫出能說明這一現(xiàn)象原理一條入射光線及對應(yīng)折射光線,要求以O(shè)為入射點.答案：如右圖所表示.第5頁例2如圖4-63所表示為光在空氣和玻璃間傳輸情況,由圖可知,入射光線是

,折射角是

,玻璃在

側(cè).

依據(jù)光折射規(guī)律判斷入射角、反射角以及介質(zhì)(疑難點)第6頁〔解析〕因為入射光線和反射光線在同一平面內(nèi),而且反射角等于入射角,從圖中能夠看出,MN左側(cè)兩條光線OC,OA與OP夾角相等,所以MN為界面,QP為法線,CO,AO中應(yīng)是反射光線和入射光線,而入射光線和折射光線分居法線兩側(cè),故CO是入射光線,OA是反射光線,OB是折射光線,因為∠COM=30°,所以入射角為∠COP=90°-30°=60°,而折射角∠QOB=30°,從而可知折射角小于入射角,所以光是從空氣斜射入玻璃中,玻璃在右側(cè).第7頁例2如圖4-63所表示為光在空氣和玻璃間傳輸情況,由圖可知,入射光線是

,折射角是

,玻璃在

側(cè).

依據(jù)光折射規(guī)律判斷入射角、反射角以及介質(zhì)(疑難點)CO30°右第8頁2.

(·南昌中考)如圖所表示,是光在空氣和玻璃之間發(fā)生折射光路圖,從圖中能夠看出,空氣在界面

側(cè),折射角大小是

,此過程中還有部分光發(fā)生了反射,反射角大小是

.

[提醒:

光從左側(cè)射向右側(cè),所以左側(cè)光線是入射光線,右側(cè)光線是折射光線;折射光線與法線夾角叫做折射角,由圖知折射角是:90°-55°=35°;已知入射光線與界面夾角是30°,所以入射角為:90°-30°=60°.依據(jù)反射角等于入射角知,反射角也是60°;圖中能夠看出,折射角小于入射角,所以這是光從空氣斜射入玻璃過程,即左側(cè)是空氣,右側(cè)是玻璃.]左35°60°第9頁

[實際應(yīng)用題]如圖4-64所表示是兩個并排而且深度相同水池,一個裝水,另一個未裝水.在兩池中央各豎立著一根長度相同且比池深略高標桿.當(dāng)陽光斜照時就會在池底形成桿影子,以下說法中正確是 (

)A.未裝水池中標桿影子較長B.裝水池中標桿影子較長C.裝水池中標桿沒有影子D.兩池中標桿影子長度相同〔解析〕該題中,對于沒有裝水情況下,依據(jù)光是沿直線傳輸,故在桿后方會形成影子;不過對于裝水情況來說,從桿頂端射過光線抵達水面處會發(fā)生折射,因為在水中折射角小于入射角,即折射光線比原來光線(沿直線傳輸情況)更靠近桿,故此時影子長度會變小.故正確答案為A.A例1第10頁

[綜合作圖題](·鐵嶺中考)如圖4-65所表示,從水下射出一束光線在水面發(fā)生折射后射向水面上方光滑墻壁,又在墻壁上發(fā)生了反射.請作出折射光線大致方向和經(jīng)墻壁反射后反射光線.例2〔解析〕過入射點作法線,從而確定了入射光線位于法線左側(cè),并確定了入射角大小.依據(jù)折射角大于入射角畫出折射光線.光線在墻壁上發(fā)生了反射,依據(jù)反射角等于入射角畫出反射光線.〔答案〕

如圖4-66所表示.第11頁

[閱讀材料題]閱讀材料,回答下列問題:光由真空進入空氣中時,傳輸方向只有微小改變.即使如此,有時依然不能不考慮空氣折射效應(yīng)。如圖4-67所表示，表示來自一個遙遠天體光穿過地球大氣層時被折射情景.覆蓋著地球表面大氣,越靠近地表越稠密，折射角也越小.我們能夠把地球表面上大氣看作是由介質(zhì)不一樣許多水平氣層組成，星光從一個氣層進入下一個氣層時,要折向法線方向.結(jié)果,我們看到這顆星星位置,比它實際位置要高一些，這種效應(yīng)越是靠近地平線就越顯著。例3第12頁我們看到靠近地平線星星位置,要比它實際位置高37'.這種效應(yīng)叫做蒙氣差,是天文觀察中必須考慮.太陽光在大氣中也要發(fā)生偏折.所以,當(dāng)我們看到太陽從地平線上剛才升起時,實際看到是它處于地平線下方時發(fā)出光,只是因為空氣折射,才看到太陽處于地平線上方.(1)材料中介紹這種光現(xiàn)象叫什么?它是怎樣形成?(2)依據(jù)材料,你能判斷我們看到星星和太陽剛升起時候是真實星星和太陽嗎?第13頁〔解析〕(1)光只有在均勻介質(zhì)中才沿直線傳輸,在不均勻介質(zhì)中傳輸路徑會發(fā)生偏折;光從光疏介質(zhì)斜射入光密介質(zhì)時發(fā)生折射現(xiàn)象,折射光線靠近法線,它是因為介質(zhì)不均勻造成.(2)太陽或星星光從太空進入大氣層時,會發(fā)生折射,折射光線靠近法線,我們逆著折射光線方向看,它們比實際位置變高了.〔答案〕(1)光折射;光傳輸介質(zhì)不均勻.(2)太陽或星星光從太空進入大氣層時,會發(fā)生折射,折射光線靠近法線,我們逆著折射光線方向看,它們比實際位置變高了.第14頁

[試驗探究題]某同學(xué)在做探究光折射特點試驗,如圖4-68所表示是光從空氣射入水中時光路.試驗中發(fā)覺,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兩側(cè).經(jīng)過試驗還得到以下數(shù)據(jù):例4入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°

(1)分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:第15頁①光從空氣斜射到水面時,將同時發(fā)生

和

現(xiàn)象.

②光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角改變關(guān)系是:

,且折射角

(填“大于”“等于”或“小于”)入射角,當(dāng)光從空氣垂直射到水面時,折射角等于零度.

該同學(xué)依據(jù)上述試驗中發(fā)覺和結(jié)論②總結(jié)出了光折射特點.(2)請你對該同學(xué)經(jīng)過上述探究試驗得出光折射特點過程作出評價,是否存在不足?答:

(填“是”或“否”),請簡明說明理由:___________________________________________________.

第16頁〔解析〕(1)①光從空氣斜射到水面時,將同時發(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,當(dāng)入射角不停增大時,折射角也隨之增大,故折射角隨入射角改變關(guān)系是:折射角隨入射角增大而增大,且折射角小于入射角.當(dāng)光從空氣垂直射到水面時,折射角等于零度.(2)評價:存在不足,應(yīng)該換用其它透明介質(zhì)再做此試驗,這么得出結(jié)論更含有普遍性.〔答案〕(1)①反射

折射

②折射角隨入射角增大而增大

小于

(2)是

五次試驗數(shù)據(jù)能夠,但沒有換用其它透明介質(zhì)做此試驗第17頁

[試驗探究題]某同學(xué)在做探究光折射特點試驗,如圖4-68所表示是光從空氣射入水中時光路.試驗中發(fā)覺,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兩側(cè).經(jīng)過試驗還得到以下數(shù)據(jù):例4入射角α0°15°30°45°60°反射角β0°15°30°45°60°折射角γ0°11°22.1°35.4°40.9°

(1)分析表中數(shù)據(jù),可得出結(jié)論:第18頁①光從空氣斜射到水面時,將同時發(fā)生

和

現(xiàn)象.

②光從空氣斜射到水面時,折射角隨入射角改變關(guān)系是:

,且折射角

(填“大于”“等于”或“小于”)入射角,當(dāng)光從空氣垂直射到水面時,折射角等于零度.

該同學(xué)依據(jù)上述試驗中發(fā)覺和結(jié)論②總結(jié)出了光折射特點.(2)請你對該同學(xué)經(jīng)過上述探究試驗得出光折射特點過程作出評價,是否存在不足?答:

(填“是”或“否”),請簡明說明理由:___________________________________________________.

反射折射折射角隨入射角增大而增大小于是五次試驗數(shù)據(jù)能夠,但沒有換用其它透明介質(zhì)做此試驗第19頁

[創(chuàng)新題]如圖4-69所表示,在探究“光從空氣斜射入糖水和酒精時,哪種液體對光偏折本事較大”試驗中,小東按以下設(shè)計方案進行試驗,得到李老師認可.例5①先讓一束入射光從空氣斜射到空水槽中,統(tǒng)計下水槽底部光斑位置a點;②倒入糖水,讓入射光從空氣斜射入糖水中,統(tǒng)計下光斑位置b點;第20頁③倒入酒精,讓入射光從空氣斜射入酒精中,統(tǒng)計下光斑位置c點;④比較三個光斑位置,得出試驗結(jié)論.請回答以下問題:(1)做本試驗時,要在

環(huán)境下完成(填“較亮”或“較暗”).

(2)A,B,C三個水槽內(nèi)液面高度相同,要實現(xiàn)探究目標,小東應(yīng)選擇圖甲中

(填字母序號)兩圖進行試驗.

(3)試驗時,小東在水槽底部貼上一把自制紙質(zhì)刻度尺,這么做目標是為了

.

(4)某小組同學(xué)正確試驗后,統(tǒng)計三次光斑相對位置如圖乙所表示,經(jīng)分析可知:光從空氣斜射入時,

對光偏折本事較大.

第21頁〔解析

(1)假如試驗環(huán)境光線較強,則不易觀察到水槽底部折射光斑,為了觀察并統(tǒng)計下水槽底部光斑位置,試驗應(yīng)在較暗環(huán)境中進行.(2)要探究光從空氣斜射入糖水和酒精時哪種液體對光偏折本事較大,試驗中應(yīng)控制液面高度、入射光線、入射角大小不變,只改變液體種類,由圖可知,A與B或B與C入射角不一樣,A與C入射角相同,所以應(yīng)選擇A與C進行試驗.(3)在水槽底部貼上一把自制紙質(zhì)刻度尺,目標是為了準確統(tǒng)計折射光線在水槽底部光斑位置.(4)依據(jù)圖乙統(tǒng)計光斑位置可知,在糖水中折射光斑位置距離光在空氣中光斑位置比較遠,由此可知,糖水對光線偏折程度大,對光偏折本事較大.=〔答案〕(1)較暗

(2)A與C(3)準確標出光斑位置(或便于準確確定偏折距離)(答案合理即可)

(4)糖水第22頁

[創(chuàng)新題]如圖4-69所表示,在探究“光從空氣斜射入糖水和酒精時,哪種液體對光偏折本事較大”試驗中,小東按以下設(shè)計方案進行試驗,得到李老師認可.例5①先讓一束入射光從空氣斜射到空水槽中,統(tǒng)計下水槽底部光斑位置a點;②倒入糖水,讓入射光從空氣斜射入糖水中,統(tǒng)計下光斑位置b點;第23頁③倒入酒精,讓入射光從空氣斜射入酒精中,統(tǒng)計下光斑位置c點;④比較三個光斑位置,得出試驗結(jié)