1、第四节第四节 光的折射光的折射第四章第四章 光现象光现象知识点知识点光的折射光的折射知知1 1讲讲11.光的折射光的折射此时此时“折射折射光线、光线、入射入射光线光线和法线重合和法线重合”，即三线即三线合一。合一。知知1 1讲讲2.光的折射模型图光的折射模型图(1)构建构建光的折射模型图光的折射模型图知知1 1讲讲方法点拨方法点拨折射模型建立折射模型建立过程过程：忽略光束粗细、忽略光束粗细、交界面交界面材料等材料等次要因素，次要因素，抓住抓住光的传播路径和光的传播路径和方向等方向等主要因素建立模型主要因素建立模型图图。另外。另外为了研究问题方便为了研究问题方便，引入，引入法线。法线。知知1 1
2、讲讲(2)基本基本概念概念交界面：两种介质的交界处。交界面：两种介质的交界处。入射光线：投射到交界面的光线。入射光线：投射到交界面的光线。入射点：入射光线与交界面的交点。入射点：入射光线与交界面的交点。折射光线：光进入另一种介质后的光线。折射光线：光进入另一种介质后的光线。法线：过入射点与交界面垂直的法线：过入射点与交界面垂直的直线直线(用用虚线虚线表示表示)。入射角：入射光线与法线的夹角。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。折射角：折射光线与法线的夹角。知知1 1讲讲技巧点拨技巧点拨类比反射模型类比反射模型概念掌握概念掌握折射模型概念折射模型概念:相同的概念：入射相同
3、的概念：入射光线光线；入射点；法线；入射点；法线；入射角。入射角。知知1 1练练例 1中华文化博大精深，有些古诗词中中华文化博大精深，有些古诗词中蕴含蕴含着丰富的物理着丰富的物理知识。下列诗句中的情境能用光的折射知识。下列诗句中的情境能用光的折射原理解释原理解释的的是是()A.起舞弄清影起舞弄清影 B.潭清疑水浅潭清疑水浅C.风吹草低见牛羊风吹草低见牛羊 D.楼台倒影入池塘楼台倒影入池塘解题秘方解题秘方：能够理解并会区别光的反射、光的直线传能够理解并会区别光的反射、光的直线传播播和光和光的折射。的折射。知知1 1练练解析：解析：“起舞弄清影起舞弄清影”中的影是由光的直线传播形成的中的影是由光的
4、直线传播形成的；“潭清疑水浅潭清疑水浅”是由于池底的光从水中斜射入空气中时是由于池底的光从水中斜射入空气中时发发生折射生折射，折射角大于入射角，人在岸上逆着折射光线看到，折射角大于入射角，人在岸上逆着折射光线看到的的潭底潭底的位置比实际位置高，所以会觉得水比较浅；的位置比实际位置高，所以会觉得水比较浅；“风风吹草低吹草低见牛见牛羊羊”是由于光沿直线传播而形成的；是由于光沿直线传播而形成的；“楼台倒楼台倒影入池塘影入池塘”属于属于平面镜成像，是由光的反射形成的，故平面镜成像，是由光的反射形成的，故ACD 错误，错误，B 正确。正确。答案：答案：B知知1 1练练1.下列下列现象中，不现象中，不属于
5、属于光的折射现象光的折射现象的是的是()A知知2 2讲讲知识点知识点光的折射规律光的折射规律21.探究光的折射规律探究光的折射规律(1)提出提出问题：问题：折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？折射角和入射角大小有什么关系？折射角和入射角大小有什么关系？知知2 2讲讲(2)实验实验装置：装置：如图如图2所所示，在玻璃水槽中竖直示，在玻璃水槽中竖直放放置置的塑料板由的塑料板由E和和F两个两个半圆形半圆形塑料板塑料板组成组成，其竖直方向，其竖直方向的直径的直径NM为为两两半圆半圆的的分界线，其中分界线，其中光屏光屏F可可绕直径绕直径NM在在水平面水平面
6、内前后内前后折转折转。在塑料板的边缘有刻度，可以。在塑料板的边缘有刻度，可以显示显示入入射角、折射角大小。加水至射角、折射角大小。加水至圆形塑料板圆形塑料板圆心位置。圆心位置。知知2 2讲讲(3)设计设计实验与收集证据实验与收集证据呈现并记录光的传播路径的方法：用激光笔紧贴塑料板呈现并记录光的传播路径的方法：用激光笔紧贴塑料板照射。照射。探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内的方探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内的方法：使一束光贴着塑料板法：使一束光贴着塑料板E沿沿某一个角度从空气中射到某一个角度从空气中射到交界面上的交界面上的O点点；同时，把塑料板；同时，把塑料板F向前向前或
7、向后折，看或向后折，看什么时候什么时候能在塑料板能在塑料板F上上看到折射光看到折射光。知知2 2讲讲探究折射角和入射角大小关系的方法探究折射角和入射角大小关系的方法。在的基础上，当塑料板上同时出现入射光和折射光在的基础上，当塑料板上同时出现入射光和折射光时时，读出，读出入射角和折射角的度数；多次改变入射角的大小，入射角和折射角的度数；多次改变入射角的大小，并并读出读出入射角和折射角的度数，记录在表一中入射角和折射角的度数，记录在表一中。表表一一(光光从空气斜射入水中从空气斜射入水中)实验次数实验次数入射角入射角折射角折射角123知知2 2讲讲旋转激光笔，将激光笔旋转到水面下方，然后使光贴着旋转
8、激光笔，将激光笔旋转到水面下方，然后使光贴着塑料板塑料板E沿沿某一个角度射到交界面上的某一个角度射到交界面上的O点点；移动塑料；移动塑料板板F的的位置，当塑料板位置，当塑料板F上上出现折射光时，记录入射角出现折射光时，记录入射角和和折射角折射角的度数；多次改变入射角的大小，重复上面步的度数；多次改变入射角的大小，重复上面步骤，并骤，并把数据记录把数据记录在表二中在表二中。知知2 2讲讲表表二二(光光从水中斜射入空气中从水中斜射入空气中)把水换成玻璃砖，重复上述实验。把水换成玻璃砖，重复上述实验。实验次数实验次数入射角入射角折射角折射角123知知2 2讲讲(4)分析分析现象和数据、得出实验结论现
9、象和数据、得出实验结论知知2 2讲讲方法点拨方法点拨实验记录表格实验记录表格的设计的设计：1.探究探究B与与A的大小的大小关系关系时，实验次数最少时，实验次数最少要做要做3 次。多次次。多次实验的实验的目的目的是是“得出普遍规律得出普遍规律，避免，避免实验的偶然性实验的偶然性”。2.在在探究探究B与与A的的关系时，关系时，A是自变量，是自变量，B是因变量，所以是因变量，所以要把要把A放放在表格的前面、在表格的前面、B放放在表格的后面。在表格的后面。知知2 2讲讲2.光的折射规律光的折射规律 光光折射时，折射光线、入射光线与法折射时，折射光线、入射光线与法线线在同在同一平面内，折射光线和入射光线
10、分别位于法一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧线的两侧；折射角；折射角随入射角增大而增大，随入射角随入射角增大而增大，随入射角的减小而减小。的减小而减小。知知2 2讲讲归纳总结归纳总结对比反射定律，对比反射定律，记忆记忆折射规律：折射规律：反射反射折射折射三线共面三线共面相同相同法线居中法线居中相同相同光路可逆光路可逆相同相同两角关系两角关系反射角等于入射角反射角等于入射角空气中角大空气中角大知知2 2讲讲深度深度思考思考 (1)是否是否可以说入射角随折射角的变化而可以说入射角随折射角的变化而变化变化，为什么？，为什么？(2)若若让光从一种介质垂直射入另一种让光从一种介质垂直射入另一
11、种介质时，介质时，传播方向改变吗？传播方向改变吗？(3)若让光束逆着原折射光若让光束逆着原折射光线的方向入射时线的方向入射时，折射光线与原来入射光线的关系如何？，折射光线与原来入射光线的关系如何？知知2 2讲讲深度理解深度理解(1)先有入射光线先有入射光线，然后，然后才有折射光线，才有折射光线，所以所以叙述时要说折叙述时要说折射角射角随入射角随入射角的变化而变化的变化而变化，不能，不能说入射角随说入射角随折射角的折射角的变化而变化而变化。变化。(2)当当光垂直光垂直入射时入射时，传播方向不变，传播方向不变，此时折射此时折射光线、入射光线、入射光线、光线、法线法线重合重合,折射角、折射角、入射角
12、都入射角都为为0。(3)在在光的折射光的折射现象现象中，逆着折射光线照射中，逆着折射光线照射，光，光逆着入射光逆着入射光线射出线射出。说明。说明：在光的折射：在光的折射现象中现象中，光路是可逆的。，光路是可逆的。知知2 2练练中考中考扬州扬州在天宫课堂中，航天员王亚平将空气在天宫课堂中，航天员王亚平将空气注注入水球入水球，形成的气泡球与水球的球心都在，形成的气泡球与水球的球心都在O点点。一束。一束光线从光线从空气射入空气射入水球的光路水球的光路如如图图3所所示，其中球心示，其中球心O与与入射点入射点O1的的连线连线为法线为法线，则进入气泡球，则进入气泡球的的折射折射光线可能光线可能为为()A.
13、B.C.D.例 2知知2 2练练解题秘方解题秘方：根据光的折射特点，画出光从水中斜射入根据光的折射特点，画出光从水中斜射入空气的空气的折射光线，根据折射光的情况判断答案。折射光线，根据折射光的情况判断答案。知知2 2练练解析：解析：根据题干的信息，对于球体而言，入射点与球心根据题干的信息，对于球体而言，入射点与球心所所在在的直线即法线，即光从水进入空气的法线如图的直线即法线，即光从水进入空气的法线如图4中中O2O 的连的连线所示。结合光从水中斜射入线所示。结合光从水中斜射入空空气气中，折射角大于入射角中，折射角大于入射角，以及折射，以及折射光线光线和入射光线分别位于法线两侧和入射光线分别位于法
14、线两侧，只有只有光线光线符合符合光的折射规律。光的折射规律。答案：答案：A知知2 2练练2.中考中考北京北京 一束一束单色光单色光从空气斜射入水从空气斜射入水中的中的情境如图所情境如图所示。下列示。下列说法说法正确的正确的是是()ABO是是入射光，入射光，OA是是反射光反射光BAO是是入射光，入射光，OC是是折射光折射光CAOM是是入射角入射角，BON是是反射角反射角D光若沿光若沿CO入射入射，将沿将沿OA和和OB射射出出B知知3 3讲讲知识点知识点生活中的折射现象生活中的折射现象31.两类典型的折射成像现象两类典型的折射成像现象现象现象在空气中看水中物体在空气中看水中物体在水中看空气中物体在
15、水中看空气中物体图示图示结论结论看到的是水中物体变看到的是水中物体变浅的虚像浅的虚像看到的是空中物体变高的虚像看到的是空中物体变高的虚像延伸延伸池水看起来比实际浅池水看起来比实际浅潜水员看到天上的飞鸟比实际高潜水员看到天上的飞鸟比实际高知知3 3讲讲2.看透明体中物体或隔着透明体看物体看透明体中物体或隔着透明体看物体,看到的不是物体看到的不是物体本身本身,而是光折射形成的虚像。而是光折射形成的虚像。知知3 3讲讲关联关联思考思考 水面水面的折射成像和水面的反射成像有哪些异的折射成像和水面的反射成像有哪些异同点？同点？关联结果关联结果相同相同点点：虚像：虚像，都是光线都是光线反向延长线的交点。反
16、向延长线的交点。不同点不同点：一个是：一个是折射折射光线反向延长线光线反向延长线交点交点；另一；另一个是反射个是反射光线反向光线反向延长线交点。延长线交点。知知3 3练练“若在水边走，安全记心头若在水边走，安全记心头”。看起来。看起来不深不深的池水，的池水，也不要贸然下去。也不要贸然下去。(1)如如图图5所所示，来自池底示，来自池底A点点的光的光，从从水斜射向空气中时水斜射向空气中时，在，在水面水面处处发生发生_现象现象，岸上的人，当，岸上的人，当眼眼睛睛位于位于B处处时时，逆，逆着射入眼睛的光看去着射入眼睛的光看去，感觉感觉A升高升高到到A的位置，即池水的位置，即池水看起来看起来比比实际实际
17、_。例 3折射折射浅浅知知3 3练练解题秘方解题秘方：来自来自池底的光由水斜射到空气中时，在池底的光由水斜射到空气中时，在水面水面处处发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了。逆着折射光线的方向看去，就会觉得池底变浅了。解析：解析：池底池底A点点漫反射的光线穿过水面，折射入人眼，人漫反射的光线穿过水面，折射入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得光是从眼逆着折射光线的方向看去，觉得光是从A 射出，射出，A是是A的虚像的虚像，由图，由图6可知可知，A比比A的的实际位置要高实际位置要高一些一些(即即浅浅一些一些)。知知3 3练练(2)请请在图中画出上述现象的光路图，并标出入射角在图中画出上述现象的光路图，并标出入射角i。解：如解：如图图6所所示。示。知知3 3练练3.如如图所示图所示，人，人眼在水下眼在水下E点点处处看到水面看到水面上方物体上方物体P所所成成的的像像在在P，请在图上，请在图上完成光线完成光线从从P射射到到E点点的的光路图光路图(需需画画出出法线法线)。解：如图所示。解：如图所示。光的折射光的折射光的光的折射折射光的折射现象光的折射现象光的折射规律光的折射规律三线位置关系三线位置关系两角大小关系两角大小关系光路可逆光路可逆
