1、第四章 光现象第4节 光的折射课题引入u 清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人千万不要贸然下去，因为它的实际深度会超过你看到的深度，可能会使你惊慌失措而发生危险。为什么池水看起来比实际的浅呢？u 这与光的折射现象有关。光的折射u 我们说光沿直线传播，是指光在同一种均匀介质中传播的情形。如果光从一种介质进入另一种介质，例如从空气进入水或玻璃时，情况又会怎样呢？让我们通过实验来探究。光的折射探究光折射时的特点u 让一束光从空气以不同的角度射入水中（图4.4-1），观察光束在空气中和水中的径迹。光束进入水中以后传播方向是否发生了偏折？向哪个方向偏折？光的折射u 如图4.4-2所示，以经过入
2、射点O并垂直于水面的直线ON作为法线，入射光线与法线的夹角i叫做入射角，折射光线与法线的夹角r叫做折射角。由实验可以发现，光从空气斜射入水中时，传播方向发生了偏折，这种现象叫做光的折射（refraction）。光的折射u 光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。u 当入射角增大时，折射角也增大。u 当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。光的折射u 如果让光逆着折射光的方向从水或其他介质射入空气中，可以看到，进入空气中的折射光逆着原来入射光的方向射出。也就是说，在折射现象中，光路可逆。生活中的折射现象u 用光的折射现象可以解释本节开始提出的问题。
3、池底某点发出的光从水中斜射向空气时会发生偏折，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了（图4.4-3），即池水看起来比实际的浅。利用同样的道理，还可以解释筷子在水中“折断”等现象。生活中的折射现象u 鱼儿在清澈的水中游动，可以看得很清楚。然而，沿着你看见鱼的方向去叉它，却叉不到。有经验的渔民都知道，只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼（图4.4-4）。生活中的折射现象u 在图中，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币。想一想，这是为什么？尝试着在家里表演这个小魔术，并向其他人解释。生活中的折射现象u 在水槽注入水后，我们瞄准水中的硬币时，实际是瞄准了硬币的虚像，由
4、于光经过水面时发生了折射，而我们眼睛看到的像位于折射光线的反向延长线的交点。通过实验证明，它是位于硬币的上方，也正是这个原因，使清澈见底的池水看起来比实际要浅。知识点1：光的折射1.定义光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。2.基本概念（1）一点：入射点：入射光线与界面的交点。（2）两角：入射角：入射光线与法线的夹角。折射角：折射光线与法线的夹角。（3）三线：折射光线、人射光线、法线。课堂讲解知识点1：光的折射3.实验探究：探究光的折射规律（1）提出问题：光从空气斜射入玻璃中时会发生折射现象，那么光的折射有哪些特点呢？（2）实验器材：激光光源、半圆形玻璃砖、直
5、尺、量角器。特别警示特别警示 发生折射的两种介质是任意的，不一定必须有空气，如光从水中斜射入玻璃中或从玻璃中斜射入水中，都会发生折射现象。课堂讲解知识点1：光的折射3.实验探究：探究光的折射规律（3）观察当光从空气射入玻璃中时，折射光线是偏离法线还是靠近法线？观察当入射光线的角度增大时，折射光线的角度如何变化？如图所示。课堂讲解知识点1：光的折射4.实验记录如图所示，观察光束的折射情况，改变入射角（不为0），比较折射角随入射角变化的情况。课堂讲解知识点1：光的折射4.实验记录反复进行三次试验，将观察到的情况记录在表中。课堂讲解知识点1：光的折射5.实验结论分析实验记录得出光的折射定律：光折射时
6、，折射光线、人射光线与法线在同一平面内；折射光线与入射光线分居法线的两侧；当光从空气斜射入玻璃中或其他介质中时，折射光线靠近法线，折射角小于入射角，如图（a）所示；当光从透明介质射向空气时，折射角大于入射角，如图（b）所示；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。课堂讲解知识点1：光的折射5.实验结论特别警示特别警示 光折射时，折射角随入射角的改变而改变，但它们并不成正比。课堂讲解知识点1：光的折射 例 1：如图所示，一只烧杯中装有半杯水，放在水平木板AB上，一束光线竖直向下照在水面上。现在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度,则此时（）A.反射光线顺时针方向旋转B.反射光线逆时针
7、方向旋转C.折射光线的方向不变D.折射光线逆时针方向旋转C课堂讲解课堂讲解例1：【解析】光的反射定律的内容：反射光线、入射光线与法线在同一平面光的反射定律的内容：反射光线、入射光线与法线在同一平面内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。当光线从内；反射光线和入射光线分别位于法线两侧；反射角等于入射角。当光线从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变。传播方向不变。在B端下方垫一个小木块C，使木板倾斜一个小的角度，但水面总是水平的，所以入射光线与水面垂直，故反射光线和折射光线的方向都不变。课堂讲解BA.反射角增大，折射角不变B.反射
8、角增大，折射角增大C.反射角增大，折射角减小D.反射光线与折射光线的夹角增大课堂讲解例2：【解析】光由一种介质斜射入一种介质时，将发生折射，通过实验现象可得出折射规律，由空气斜射入其他介质时，折射角小于入射角。光从空气斜射入水中时，折射光线将向法线偏折，折射角小于入射角，当入射角增大时，反射角增大，折射角也随着增大，但折射角仍小于入射角。课堂讲解例 3：一束光线从空气射到空气和水的界面上，若入射角为40，在水面处部分光被折射，那么反射光与折射光夹角的范围是（）DA.040B.4090C.50100D.100140知识点2：生活中的折射现象1.盛水的杯底、池底变浅（1）盛水的碗底变浅的原因：盛有
9、水的碗变浅是由于从碗底发出的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得碗变浅了。特别警示特别警示 从岸上看水中的物体，物体变浅了，从水中看岸上的物体，物体变高了，看到的都是升高了的虚像。课堂讲解知识点2：生活中的折射现象1.盛水的杯底、池底变浅（2）池底变浅的原因：人看到池底变浅是由于从池底发出的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得池变浅了。如图所示。课堂讲解知识点2：生活中的折射现象2.钢笔“错位”光线通过玻璃进入空气发生两次折射：第一次是从空
10、气斜射进入玻璃，折射光线应该靠近法线偏折，折射角小于人射角；第二次是从玻璃斜射进入空气，折射光线应该远离法线偏折，折射角大于入射角，所以看上去钢笔似乎被分成了三段，发现钢笔“错位”了。如图所示。课堂讲解知识点2：生活中的折射现象3.海市蜃楼的形成地球是球形的，光在均匀的空气中沿直线传播，因此平时我们看不到地平线下远处的物体。春夏之交，有的时候海面温度比高空低，空气由于热胀冷缩，上层空气密度小，而海面空气密度大，远处（主要是地平线下）的物体反射的太阳光斜射入空气中的过程中，由于介质不均匀而发生折射。人们逆着光线看去，地平线上的物体就浮在空中，宛如天上仙境，其实看到的是光折射形成的虚像。课堂讲解知
11、识点2：生活中的折射现象 例 1：把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里，如图所示，从正面看过去的情形和图中哪个图相符（）B课堂讲解课堂讲解例1：【解析】从空气中看水中的物体时，都是将物体看“高”了，比如插入水中的筷子向上弯折，池底变浅等等，当将筷子插入水中时，由于光的折射现象，从上面看起来水中的部分会比实际位置高一些，所以就会看起来向上弯折。水中的物体反射的光线斜射到水面，折射光线远离法线偏折，在水面以上看到的物体的像在折射光线的反向延长线上。所以把一根筷子斜插入盛水的玻璃杯里，由于光的折射，看上去筷子好像在水面上折断了，水内的部分看上去向上弯折。课堂讲解例 2：如图所示，光在玻璃和空气的界面CD同
12、时发生了反射和折射，以下说法正确的是（）DA.入射角为60，界面右侧是空气B.折射角为45，界面右侧是玻璃C.人射角为30，界面左侧是空气D.折射角为45，界面左侧是玻璃课堂讲解例2：【解析】已知CD是界面，则由图可知，AOC=60，则BOD=60，所以入射角为90-60=30，而COE=45，则折射角为90-45=45，因折射角大于入射角，所以CD的右边是空气，左边是玻璃；（2）根据折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OE一定为折射光线，BO为入射光线，OA为反射光线，综上所述，故只有选项D正确。课堂讲解例 3：下列现象中，不属于光的折射现象的是（）BA.盛有水的碗，看上去碗底变浅了B.晴天看见“白云在水中飘动”C.一端放入水中的铅笔看起来在水面被折断了D.透过一张透明塑料纸上的水珠看到的字放大了知识要点光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象如图所示：叫做光的折射。入射角：1 反射角：2折射角：3 界面：DD法线：MM入射光线：AO；反射光线：OC；折射光线：OB；1=23。知识要点（1）光从空气斜射入水中或其他的介质时，折射光线向法线方向偏折。（2）当光从水中射入空气中时，折射光线偏向远离法线的方向偏折。
