第四章光現(xiàn)象八年級上冊?人教版2024第4節(jié)光的折射

雨過天晴，一道彩虹掛在天空，它的美麗和神奇曾引起人們無限的遐想。是誰在天空架起了這樣色彩繽紛的橋梁？在我國神話中，女媧煉五色石補天，彩虹即五色石發(fā)出的彩光。

當通過實驗在陽光中找到這些色彩時，人們才逐漸揭開了彩虹的神秘面紗?，F(xiàn)在我們也一起來探索絢麗多彩的光現(xiàn)象背后的奧秘吧！

導(dǎo)入新課

在一個空碗中放一枚硬幣。請你慢慢蹲下，當?shù)椭聊骋粋€觀察位置時，就無法看到硬幣了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一個觀察位置就又能看到碗中的硬幣了。這是為什么呢?物理觀念了解光的折射現(xiàn)象，會畫折射現(xiàn)象的光路圖，能說出光路圖中的角和線的名稱。了解光的折射特點，能夠用光的折射特點解釋生活中的折射現(xiàn)象?？茖W(xué)思維遷移探究光的反射定律的實驗研究方法，體會物理模型的思想，深化對光的傳播規(guī)律的理解，發(fā)展科學(xué)思維能力?？茖W(xué)探究研究光的折射現(xiàn)象?？茖W(xué)態(tài)度與責任

通過解釋生活中光折射的現(xiàn)象，體會物理學(xué)的應(yīng)用價值，增強學(xué)習(xí)的興趣。通過經(jīng)歷光的折射的實驗研究過程，體會收集證據(jù)的重要性，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度，學(xué)會與人合作。

學(xué)習(xí)目標

重點難點重點

通過實驗研究了解光折射時的特點，應(yīng)用光的折射特點對生活中的折射現(xiàn)象進行解釋。難點

應(yīng)用光的折射特點對生活中的折射現(xiàn)象進行解釋。1.光的折射2.生活中的折射現(xiàn)象3.課堂小結(jié)4.練習(xí)與應(yīng)用5.提升訓(xùn)練

學(xué)習(xí)內(nèi)容一、光的折射第4節(jié)光的折射一、光的折射

光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。如果光從空氣進入水中，情況又會怎樣呢？光從空氣進入水中光在水中傳播光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。一、光的折射法線：過入射點O且垂直于分界面的直線

ON；入射角：入射光線與法線的夾角∠i；折射角：折射光線與法線的夾角∠r

。一、光的折射光從空氣進入水（或其他介質(zhì)）中，傳播方向如何變化？實驗探究光的折射規(guī)律猜想與假設(shè)（1）折射光線和入射光線和法線在同一平面內(nèi)；（2）折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；（3）入射角增大（或減?。凵浣且搽S之增大（或減?。?。回憶光的反射定律，說出你的猜想一、光的折射進行實驗使一束光從玻璃磚斜射入空氣中，觀察光束在空氣中和水中的徑跡。當光從玻璃磚斜射入空氣中，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)。一、光的折射進行實驗將一束光從空氣經(jīng)圓心垂直入射玻璃磚中開始，逐次增大入射角，折射角如何變化？折射角與入射角的大小關(guān)系如何？當光從空氣斜射入玻璃磚中，入射角增大，折射角也隨之增大。當光垂直入射水中時，傳播方向不變。一、光的折射進行實驗使一束光從玻璃磚中經(jīng)圓心

O射入空氣，

逐次改變?nèi)肷浣牵容^折射角和入射角的大小。光從玻璃磚中斜射入空氣，入射角增大，折射角也隨之增大。在折射現(xiàn)象中光路是可逆的。一、光的折射實驗結(jié)論當光從空氣斜射入水中或玻璃中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當入射角增大時，折射角也增大。當光從空氣垂直射入水中或玻璃中時，傳播方向不變。在折射現(xiàn)象中，光路可逆。人們由大量實驗歸納出光的折射特點：當光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，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?。r，折射角也隨之增大（或減?。！纠}1】某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時的折射規(guī)律”：圖丙是光從空氣射入水中，入射點為O點，不斷改變?nèi)肷浣?，讀出刻度盤上對應(yīng)的折射角，將實驗結(jié)果畫在圖丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分別表示各次入射光線和對應(yīng)的折射光線的位置。試問：（1）甲圖中一束光從空氣射入水中，各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象，是因為光發(fā)生了

反射；（2）當光從空氣垂直射到水面時，折射角等于

度；（3）圖乙中的把光屏向后翻的目的是為了

；（4）由圖丙可以得到：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而

。一、光的折射漫0驗證三線是否共面增大【解析】

（1）[1]甲圖中一束光從空氣射入水中，光線在光屏上傳播時發(fā)生漫反射，各個方向的同學(xué)都能觀察到此現(xiàn)象。（2）當光從空氣垂直射到水面時，由圖丙1可知，入射角為0°，折射角等于0°，即垂直入射時，光在空氣和水的界面不發(fā)生折射。（3）[3]圖乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光線，目的是為了驗證入射光線。折射光線、法線在同一平面內(nèi)。（4）[4]由圖丙可知，入射角增大，折射角隨著增大，可得結(jié)論：光從空氣斜射入水中時，折射角隨入射角的增大而增大。一、光的折射【例題2】如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐漸往杯中加水，則觀察到的光斑將會（）A．向右移動 B．向左移動 C．向上移動 D．原位不動A一、光的折射【解析】

光從空氣斜射入水中時，會發(fā)生折射，折射角小于入射角，逐漸往杯中加水，如圖所示，當水增多水面升高時，入射光線不變，法線仍然與水面垂直，則入射角不變，折射角也不變，但光斑會向右移動。故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。二、生活中的折射現(xiàn)象第4節(jié)光的折射二、生活中的折射現(xiàn)象從岸上看，為什么會覺得水的深度比它的實際深度淺呢?S點發(fā)出（反射）的光從水斜射向空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角。人眼逆著折射光的方向看去，感覺光就好像由S′射出去的一樣。S′就是我們看到的S的像，這點的位置比實際位置升高了。如圖（a）所示，眼睛從

A處移到

B處的過程中都能看到硬幣，再稍向后移（如

C處），碗壁擋住了來自硬幣的光，因而看不到硬幣。

如圖（b）所示，加水后來自硬幣P的光

PO

從水射向空氣，由于折射角大于入射角，折射光

OC得以進入眼睛，因而能再次看到硬幣。二、生活中的折射現(xiàn)象二、生活中的折射現(xiàn)象魚叉叉魚有經(jīng)驗的漁民怎樣才能叉到魚？魚的實際位置S魚的虛像S′從水中發(fā)出的光線，由水進入空氣時發(fā)生折射，折射角大于入射角。折射光線進入人眼，人眼逆著折射光線的方向看，覺得光線好像是從它們的反向延長線的交點，即魚像發(fā)出來的，像比魚位置高。有經(jīng)驗的漁民在叉魚時，要向看到的魚的下方投叉才能叉到魚二、生活中的折射現(xiàn)象筷子變彎你能解釋鉛筆為什么折斷了嗎？法線從筷子底端射向空氣的光線，在水面處發(fā)生了折射，折射角大于入射角，折射光線偏離法線，眼睛逆著折射光線看去，感覺水中的筷子每個點的虛像都比實際偏高，所以看起來筷子變彎了。二、生活中的折射現(xiàn)象水中看岸上的物體

如圖所示，空氣中的發(fā)光點M發(fā)出的光從空氣斜射向入水時發(fā)生折射，折射角小于入射角。

人眼在水中逆著折射光的方向看去，感覺光就好像由M′射出去的一樣。M′就是人眼看到的M的虛像，這點的位置比實際位置升高了。虛像M′【例題3】小明在岸上看到水中的魚是由于光的

（選填“直線傳播”“反射”或“折射”）形成的

（選填“虛”或“實”）像，像在魚實際位置的

（選填“上”或“下”）方?！窘馕觥縖1][2][3]水中的魚身上反射的光線從水中經(jīng)過空氣折射入了人的眼睛，人感覺光是沿直線傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長線的交點處傳來的，所以我們看見的魚是魚的虛像，此時魚的虛像在真實的魚的上方。折射虛二、生活中的折射現(xiàn)象下二、生活中的折射現(xiàn)象海市蜃樓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。夏天空氣較熱，但是海水比較涼，海面附近底層空氣的溫度比上層的低。空氣熱脹冷縮，上層的空氣比底層的空氣稀疏。來自地平線以下遠處物體的光，本來不能到達我們的眼中，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，進入觀察者的眼睛。觀察者逆著光望去，就看見了遠處的物體。三、課堂小結(jié)第4節(jié)光的折射三、課堂總結(jié)

光的折射光的折射規(guī)律光的折射光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向會發(fā)生偏折折射光線、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)光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角折射現(xiàn)象中，光路可逆生活中的折射現(xiàn)象池底變淺、看不見的硬幣、魚叉叉魚、海市蜃樓四、練習(xí)與應(yīng)用第4節(jié)光的折射1.在下圖中，哪一幅圖正確地表示了光從空氣進入玻璃中的光路?【解析】由光的折射規(guī)律知，當光從空氣斜射入其他介質(zhì)中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角，同時入射光線和折射光線應(yīng)位于法線兩側(cè)，故應(yīng)選圖丙四、練習(xí)與應(yīng)用2.一束光射向一塊玻璃磚，并穿過玻璃磚。畫出這束光進入玻璃磚和離開玻璃磚后的光線(注意標出法線)?！窘馕觥肯冗^入射點畫出法線，當光從空氣斜射入玻璃時，入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)，折射角小于入射角。當光從玻璃斜射入空氣時，入射光線和折射光線分居法線的兩側(cè)，折射角大于入射角。四、練習(xí)與應(yīng)用3.在平靜的湖邊常可以看到“云在水中飄，魚在云上游”的現(xiàn)象。請你說一說這個有趣的現(xiàn)象是怎么形成的。【解析】(1)當光遇到水面時會發(fā)生反射，此時水面相當于一平面鏡，所以看見水中的“云”是由光的反射現(xiàn)象形成的；(2)魚生活在水里，魚反射的光線由水中進入空氣時在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼會逆著折射光線的方向看去，就會覺得魚變高了，所以看到了魚的虛像。四、練習(xí)與應(yīng)用4.如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐漸往杯中加水，觀察到的光斑將會如何移動?【解析】光由空氣斜射入水中，發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角小于入射角，當入射角不變時，折射角也不變，根據(jù)作圖可以知道光斑的移動方向。當杯中水增多時，液面升高，但入射光線的角度沒有變，折射光線的角度也不變，由圖可知光斑向右移動。四、練習(xí)與應(yīng)用5.兩位同學(xué)想用激光筆去照亮水中漂亮的小石子。同學(xué)甲往他看到的小石子的下方照射；同學(xué)乙往他看到的小石子的方向照射。他們誰能照亮小石子？請你作圖說明?！窘馕觥客瑢W(xué)甲能照亮小石子。假設(shè)看到的小石子在點A’處，即小石子的像，連接A’和眼睛，交水面于點O，根據(jù)光從斜射入水中，折射角小于入射角畫出折射光線的位置，小石子在A’的下方，確定小石子的位置A處，然后根據(jù)光路可逆作圖，如圖所示，即真實的小石子在看到的小石子的下方，所以同學(xué)乙能照亮小石子。四、練習(xí)與應(yīng)用6.我們能看到斜放入水中的筷子在水面處發(fā)生彎折。動手做一做，你看到水中的筷子是向上彎折還是向下彎折？為什么？【解析】向上彎折；從筷子底端射向空氣的光線，在水面處發(fā)生了折射，折射角大于入射角，折射光線偏離法線，眼睛逆著折射光線看去，感覺水中的筷子每個點的虛像都比實際偏高，所以看起來筷子變彎了。四、練習(xí)與應(yīng)用五、提升訓(xùn)練第4節(jié)光的折射1．如圖所示，來自地平線以下遠處物體的光，由于光的

而發(fā)生彎曲，進入了觀察者的眼睛，觀察者看到的是建筑物的

（選填“實像”或“虛像”）。折射【解析】[1][2]由于不均勻的大氣層的存在，當陽光從太空射入不均勻的大氣層時，發(fā)生折射，使陽光向地面偏折，人們能看到地平線以下遠處物體，這是光的折射現(xiàn)象，觀察者看到的是建筑物的虛像。五、提升訓(xùn)練虛像2.如圖所示，一束光線射入杯底形成光斑，逐漸往杯中加水，光斑將向

（選填“左”或“右”）移動，這是光的

現(xiàn)象。五、提升訓(xùn)練【解析】[1][2]當容器內(nèi)逐漸加水時，光的折射程度不變，但入射點逐漸抬高且向右移動，由光的折射規(guī)律作出的折射光線照射在容器底的光斑會逐漸向右移動。右折射3.一束單色光從空氣斜射入水中的情景如圖所示，下列說法中正確的是（）A．BO是入射光，OA是反射光B．AO是入射光，OC是折射光C．∠AOM是入射角，∠NOC是折射角D．光若沿CO入射，將沿OA和OB射出五、提升訓(xùn)練B【解析】AB．光從空氣斜射入水中時，在水面處發(fā)生反射和折射，反射光線、折射光線都與入射光線位于法線兩側(cè)，且反射角等于入射角。所以，AO是入射光線，OB是反射光線，OC是折射光線，故A錯誤，B正確；C．∠AOM是入射光線與水面的夾角，不是入射角，∠NOC是折射光線與水面的夾角，不是折射角，故C錯誤；D．根據(jù)光路可逆原理可知，光若沿CO入射，將沿OA射出，但是不會沿OB射出，故D錯誤。故選B。4.將筷子斜放在空碗中，向碗內(nèi)緩緩注水，觀察到水中筷子向上折的場景，如圖所示，下列光路圖能對此現(xiàn)象作出正確解釋的是（

）A． B．C． D．五、提升訓(xùn)練A【解析】筷子反射的光從水中斜射入空氣時，在水與空氣的交界面上發(fā)生折射，進入空氣中的折射光線遠離法線，而我們認為光是沿直線傳播的，我們看到的筷子位置在折射光線的反向延長線上，像的位置比實際位置偏高，看起來筷子向上彎折，圖BD光的傳播方向錯誤，而C折射角小于入射角，故BCD錯誤，A正確。故選A。5.有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射入一束激光，在容器底部產(chǎn)生一個光斑，如圖所示。下列操作將使光斑向右移動的是（）A．保持水面的高度和入射點不變，使激光的入射角減小B．保持水面的高度不變，使激光筆向左平移C．保持激光射入的角度不變，使水面上升D．保持激光射入的角度不變，使激光筆向上平移五、提升訓(xùn)練D【解析】A．保持水面高度和入射點不變，使激光的入射角減小，激光束靠近法線時，折射角隨之變小，光斑會向左移動，故A不符合題意；B．保持水面高度不變，使激光筆向左平移，則入射光線和折射光線都向左平移，所以光斑左移，故B不符合題意；CD．保持激光射入的