2020八年级物理上册 光的折射教案 14页

光的折射 ‎ ‎·知识精讲·‎ 一．光的折射 ‎1．光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质或者在不均匀介质中传播时，传播方向会发生偏折，这种现象就做光的折射。光的折射遵循折射规律。‎ ‎2．折射定律 ‎3．光路可逆：如果有一道光沿上图水中按折射光线向空气中照射，那么这道光会按上图的入射光线发生折射，也就是光路可以互相逆转。‎ 二．人眼受骗现象 ‎1．海市蜃楼；看见落到地平线下的太阳；‎ ‎2． 斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；水中鱼的位置看起来比实际的高一些；叉鱼的时候瞄准鱼的下方；池水变“浅”了；‎ ‎3．人们利用光的折射制成了三棱镜、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜等。‎ ‎·三点剖析·‎ 一．核心考点 ‎1．光的折射现象辨析★‎ ‎2．光的折射作图（人眼受骗现象）★★★‎ 二．重难点和易错点 ‎1．光的折射 光折射中，我们要注意以下几点：‎ 14‎ ‎（1）光能射入某种介质，则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。‎ ‎（2）在两种介质的交界面上，如果是透明的介质交界面往往会同时发生折射和反射。‎ ‎（3）光垂直入射时，传播方向将不变化。‎ ‎2．光的全反射（了解）‎ 当光线从光密介质到光疏介质，并且达到临界角时，会发生全反射，是需要了解的内容。光纤传输利用了光的全反射原理。‎ ‎3．光的折射作图 光的折射现象分析关键是光路作图，只要选择两条光线的折射光线即可，其中一条入射光线一般会选择垂直入射的情况，光的折射形成的像是折射光线的反向延长线相交而成的，因此形成的像是虚像。‎ ‎·题模精选·‎ 题模一：光的折射定律 例‎1.1.1‎ 如图，一束光在空气和玻璃两种介质分界面上同时发生发射和折射，其中　　　　　　是折射光线，反射角等于　　　　　　，MM′上方是　　　　　　（选填“空气”或“玻璃”）．‎ ‎【答案】 OC；30°；空气．‎ ‎【解析】 因为反射光线、入射光线与法线之间的夹角相等，所以AO、BO中一条为入射光线，一条为反射光线，图中N′N为法线；再根据折射光线与入射光线在法线两侧、且在两种介质中，所以OC为折射光线，那么AO为为入射光线，OB为反射光线，图中的是MM′界面；则则∠BON′为反射角等于30°；‎ 由于折射角大于入射角，图中MM′上方是空气，下方是玻璃．‎ 14‎ 例‎1.1.2‎ “日出江花红胜火,春来江水绿如蓝”描写了美丽的江南风光，诗人看到的日出并非太阳的实际位置，而是光线经过不均匀大气时发生了_____而形成的像，太阳实际在地平线_______(选填“以下”或“以上”).‎ ‎ ‎ ‎【答案】 折射；以下 ‎【解析】 太阳升起时，但光线经过不均匀大气时发生折射，所以我们看见了太阳经折射之后的虚像，太阳实际位置在地平线下面，‎ 例‎1.1.3‎ 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 ‎【答案】C ‎【解析】 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．‎ 例‎1.1.4‎ 如图所示，将刻度尺斜插入水中，从水面上看去，水中尺子的刻度情况____‎ A． 变得疏了 B． 变得密了 C． 一部分变疏一部分变密 D． 疏密没有变化 ‎【答案】B ‎【解析】 ‎ ‎（1）将尺子斜插入水中时，从水面看水中的尺子，尺子反射的光经水面折射进入我们的眼睛，折射角大于入射角；‎ 14‎ ‎（2）眼睛逆着折射光线看去，误认为光是沿直线传播的，会感到尺子的位置比实际位置高一些，看起来是向上弯折了，因此它的刻度就显得密了．‎ 故选B．‎ 例‎1.1.5‎ 如图所示，渔夫叉鱼时，应瞄准哪个方向才能叉到鱼？（　　）‎ A． 看到的鱼的前方 B． 看到的鱼的方向 C． 看到的鱼的上方 D． 看到的鱼的下方 ‎【答案】D ‎【解析】 叉鱼时将鱼叉对准看到的鱼，不能叉到鱼．这是因为从鱼身上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，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准看到的鱼像的下方；如下图所示：‎ 例1.1.6 09恩施在水深‎1m的湖面上空，一只画眉停在岸边柳树距水面‎5m高的树杈上婉转的唱歌；在距岸边‎2m的水中，一条红色的小鲤鱼悠然的游动．静观湖面，“小鲤鱼”、“画眉鸟”、“柳树”和“水草”浑然一体，好一幅如诗如画的美景！关于上述情景，下列阐述错误的是____‎ A． 水中的“画眉鸟”是树上的画眉鸟通过水面反射形成的一个虚像 B． 水中的“画眉鸟”距离水面‎1m C． 站在岸边看见的“小鲤鱼”到水面的距离肯定小于‎1m D． 我们看到水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像 ‎【答案】B ‎【解析】 本题的特点是叙述情景的文字过多，为审题设置了障碍，审题时注意题目中的几个数据以及小动物的位置关系，然后利用平面镜成像的特点进行分析即可得出结果．‎ 地面上物体在水中的像是光的反射形成的虚像，水中的物体所成的像是光的折射所成的虚像，最后再根据题目所给数据以及小动物的位置关系，利用平面镜成像的特点进行分析．‎ 14‎ 水中的“画眉鸟”和“小鲤鱼”都是虚像，树上的画眉鸟是通过水面反射形成的一个虚像，水中的鱼是通过光的折射形成的虚像．故AD正确．‎ 画眉停在岸边柳树距水面‎5m高的树杈上，所以根据平面镜成像的特点可以知道水中的“画眉鸟”距离水面‎5m，故B错误．‎ 我们看都的“小鲤鱼”是经过折射后的虚像，实际上鱼在像的下面，故C正确．‎ 故选B．‎ 题模二：光的折射作图 例‎1.2.1‎ 如图，一束光从玻璃AB面垂直射入，折射后从玻璃砖AC面射出．请画出这束光在AC面发生折射的光路图．‎ ‎【答案】 如下图 ‎【解析】 此题主要考查了光的折射规律，一定要熟练掌握光的折射定律的内容，关键是搞清折射角与入射角之间的关系．‎ 此题主要考查光的折射规律：‎ 当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角．‎ 当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角．‎ 光从空气垂直入射到玻璃界面上，传播方向不变，当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，折射光线将远离法线．在作图时，注意先做出法线．‎ 故答案为：‎ 14‎ 例‎1.2.2‎ 如图所示，一束光射向一块玻璃砖，并穿过玻璃砖．画出这束光进入玻璃和离开玻 璃后的光线（注意标出法线）．‎ ‎【答案】 ‎ ‎【解析】 先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折 射角小于入射角．‎ 当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角．如下 图所示：‎ 例‎1.2.3‎ 插入水中的筷子，在水中的部分看起来向上弯折，如图所示，人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B′点．请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路图．‎ ‎【答案】 答案如图：‎ 14‎ ‎【解析】 ‎ 在图中B′点是B点的像，光由B点发出，经水面射入空气中时发生折射，折射角大于入射角而射入C点．B′就在折射光线的反向延长线上．答案如图：‎ 题模三：折射中的光路可逆 例‎1.3.1‎ 小王在河边玩耍看见清澈的河底部有一个黑色的鹅卵石，他想用手中的激光手电筒去照亮鹅卵石，则激光束应对着鹅卵石的____________照射（选填：上方、下方、正对方向）．‎ ‎【答案】 正对方向 ‎【解析】 连接AB，过折射点做法线，根据光从空气斜射入水中，折射角小于入射角画出折射光线的位置，虽然人看到的B点是鹅卵石的虚像，鹅卵石的实际位置在B点的正下方，因为激光在进入水的时候也会发生折射，所以照着B点，激光也就刚好落在鹅卵石上了．如图所示：‎ 题模四：生活中的折射现象辨析 例‎1.4.1‎ 图1所示的四种现象中，不是由于光的反射、折射形成的是（   ）‎ 14‎ A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】A ‎【解析】 A属于光的直线传播；B D属于光的折射；C属于光的反射；故选A。‎ 例‎1.4.2‎ 如图1所示的四种现象中，由于光的折射形成的是（   ）‎ A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】C ‎【解析】 A、白塔和景物在水中的倒影是平面镜成像，属于光的反射现象，故本选项不符合题意；‎ B、街角的凸面镜是属于光的反射现象；‎ C、放大镜是凸透镜，是光的折射现象的应用，所以此选项符合题意；‎ D、墙上的手影，是光的直线传播形成的，故本选项不符合题意；‎ ‎ 故选C．‎ 例‎1.4.3‎ “锅庄”是藏族的民间舞蹈，在节日或农闲时男女围成圆圈，绕着篝火，边歌边舞，如图所示．“篝火”_____（选择：“人造”、“天然”）光源，在篝火的照射下我们看到了周围的物体属于光的_____现象，透过篝火上方的空气观察到对面的景物在“摇晃”这是光的____ 导致的．‎ ‎【答案】 人造；反射；折射 ‎【解析】 ‎ 14‎ 解答此题用到下列知识： （1）本身能够发光的物体叫光源，一种是天然光源，一种是人造光源； （2）我们能看到不发光的物体，是因为物体反射的光线射入人眼； （3）光在同种均匀介质中沿直线传播，如果介质不均匀，光的传播方向会发生偏折．篝火是人们点燃的火堆，能够发光，因此是人造光源；篝火周围的物体可以反射篝火发出的光，反射光线进入人眼，就可以看到物体；篝火上方空气受热变得不均匀，光透过不均匀的空气时发生折射，使人看到对面的景物在“摇晃”．‎ 题模五：光的折射实验 例‎1.5.1‎ 小王同学在研究光的折射规律时根据实验现象画出了如图所示的a、b、c三图，根据图中所示现象，可以得到的初步结论是 （1）由a、c可以看到，当光从空气斜射如透明介质时，折射角________入射角； （2）由a、b可以看到当入射角减小时，折射角______．‎ ‎【答案】 小于，减小 ‎【解析】 由（a）（b）（c）三幅图可知：光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角都比入射角小；当入射角减小时，折射角也跟着减小．‎ 例‎1.5.2‎ 如图是研究光的折射规律的实验原理图；下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据．‎ （1） 请你结合图，以光从空气进入到玻璃中的情况为例，分析实验数据（光从空气进入其它透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据），对光从空气进入其它透明介质中的折射规律加以总结（补充完整）‎ a．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，并且分别位于法线两侧； ‎ b．____．‎ ‎（2）请定量比较实验数据．把你新的发现写在下面：____．‎ ‎【答案】 （1）入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角 （2）入射角较小时，入射角i与折射角γ近似成正比关系；当入射角较大时，正比关系不再成立 ‎ 14‎ ‎【解析】 ‎ ‎（1）b表格中入射角i从10°逐渐增大到80°，折射角γ随之从6.7°逐渐增大到40.6°，而且对应的折射角总是小于入射角．‎ 故答案为：b．入射角增大，折射角也增大；但折射角总是小于入射角．‎ ‎（2）从表格中数据还可以看出：‎ 入射角为10°．折射角为6.7°；‎ 入射角变为20°，折射角为13.3°=2×6.7°-0.1°；‎ 入射角为30°．折射角为19.6°=3×6.7°-0.5°；‎ 入射角为40°．折射角为25.2°=4×6.7°-1.6°；‎ 入射角为50°．折射角为30.7°=5×6.7°-2.8°；‎ 可见，入射角较小时，入射角增大几倍，折射角近似增大几倍；入射角增大的倍数较大时，这种关系不再成立．‎ 故答案为：入射角较小时，入射角i与折射角γ近似成正比关系；当入射角较大时，正比关系不再成立．‎ 例‎1.5.3‎ 小阳在做光学实验时，将激光笔发出的光从空气垂直入射到空气与水的界面上，他发现进入到水中的光线没有改变传播方向，与入射光线的方向一致，如图19所示。小阳感到很有趣，又做了类似的实验，如光从空气垂直入射到空气与玻璃的界面上，他发现进入到玻璃中的光线也没有改变传播方向，与入射光线的方向一致。由此，小阳的出一个实验结论，“光在两种透明介质中总是沿直线传播的”，请你设计一个实验证明小阳的结论是错误的，写出简要的实验步骤和现象。‎ ‎【答案】 （1）准备水和透明的玻璃两个光传播的透明介质；‎ ‎（2）分别用激光笔沿不同的角度照射水和玻璃，看入射光线和折射光线的角度关系，看是否在同一条直线上；‎ 14‎ ‎（3）可观察到除激光笔垂直照射时，光线都是折的，不是直的，则可证明小明的结论是错误的；‎ ‎【解析】 产生这种现象的原因由于入射角和折射角都为0°，这是一个特殊情况，因此误导了小明，使他得出了错误的结论；因此只要改变光线的入射角度就可得到不同的结论；为了确保实验的结果的普遍性，也可以在多种透明介质中进行；‎ 题模六：全反射 例‎1.6.1‎ 随着社会的进步，光纤网络开始进入普通老百姓家庭．光纤的主要用途是（ ）‎ A． 输电 B． 导热 C． 通信 D． 照明 ‎【答案】C ‎【解析】 光纤已经成为现代通信的主要传输工具，它具有容量大、不受外界磁场的干扰、不怕腐蚀、不怕潮、能量损耗少等优点．‎ ‎·随堂练习·‎ 随练1.1 如图所示的光路图中，已知∠AOM=30°，∠BOC=90°，请计算：反射角等于____，折射角等于____．‎ ‎【答案】 60°；30°‎ ‎【解析】 ‎ ‎（1）已知∠AOM=30°，则入射角∠AON=90°-30°=60°由于反射角等于入射角，所以反射角是60°．‎ ‎（2）由∠AOM=30°，可知，反射光线与界面的夹角∠BOM′=30°，‎ 已知∠BOC=90°，则折射光线与界面的夹角为∠COM′=90°-30°=60°，所以折射角∠CON′=90°-60°=30°．‎ 故答案为：60°；30°．‎ 14‎ 随练1.2 如图所示，光线从空气射入某液体中，入射角为45°，折射角为30°．光线射到液体底部放置的平面镜上又反射回来，最后光线又回到空气中，这时折射角为（　　）‎ A． 30°‎ B． 45°‎ C． 60°‎ D． 75°‎ ‎【答案】B ‎【解析】 光线在水中经平面镜反射时，仍然遵循光的反射定律，反射角等于入射角，这样反射光线射到水面时的入射角与从空气中射出的折射角相等，由光路可逆原理可知，射向空气中的光线将以原来折射角度折射入空气中，即折射角等于45°．‎ 随练1.3 《康熙几暇格物编·蒙气》中记载：“正如置钱碗底，远视若无，及盛满水时，则钱随水光而显现矣。”这描述的是光的_________（选填“直线传播”、“反射”或“折射”）现象。当看到钱的像时，此时像的位置比物体的位置________（选填“高”或“低”）。‎ ‎【答案】 折射；高 ‎【解析】 考查利用光的折射解释现象。‎ ‎“钱随水光而显现”是光从水中进入空气中时，发生的光的折射；折射光远离法线，所以看到的像的位置比物体的位置高。‎ 故答案为：折射；高。‎ 随练1.4 光现象在生活中处处可见，图1所示的四种现象中，属于光的折射现象的是 ‎ A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】D ‎【解析】 A.平面镜成像满足光的反射规律，不正确；‎ B.影子的形成是光沿直线传播的原理，不正确；‎ C.平面镜成像属于光的反射现象，不正确；‎ D.光从一种介质斜射入另一种介质，光线发生偏折，属于光的折射现象，正确。‎ 故选D 14‎ 随练1.5 如图2所示的四种现象中，由光的折射形成的是 A． A图 B． B图 C． C图 D． D图 ‎【答案】C ‎【解析】 考查光的传播和反射；平面镜成像；透镜成像规律及应用。‎ A、蜡烛通过小孔形成倒立的像是由于光的直线传播形成的，故A错误；‎ B、玩具小人在平面镜中形成的像, 平面镜成正立等大的虚像，故B错误；‎ C、叶子经露珠形成放大的像是有光的折射造成的凸透镜成放大的虚像。 故C正确。；‎ D、亭子在水中形成的倒影是平面镜中形成的虚像,故D错误．‎ 故选C．‎ 随练1.6 指出下列物理现象的成因：阳光下人有影子____________________；水中映着大桥的倒影__________；插在水中的筷子，看上去向上弯折了，这是光的__________现象引起的，清澈的水底看起来比实际的____________________；在射击瞄准时，有一个要领叫做“三点一线”，是利用了光__________原理。‎ ‎【答案】 光沿直线传播；光的反射；折射；变浅；沿直线传播 ‎【解析】 阳光下的人影是由于光沿直线传播照射到不透明的人身体上而形成的影子．水中映着大桥的倒影是由光的反射形成的大桥的虚像，属于平面镜成像现象．插入水中的筷子看上去变“弯”了，是筷子发出的光在水面处发生光的折射现象，形成的像是虚像．由于光由水中斜射入空气中时，发生偏折，导致看到的池底位置变高，所以清澈的池水变浅了。步枪瞄准练习时，当眼睛看到步枪前端的准星和瞄准点三者重合时，根据光的直线传播原理，就认为三者在同一直线上，即三点同线．故答案为：光沿直线传播；光的反射；折射；变浅；沿直线传播 随练1.7 某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：‎ 分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出两条：（1）                        ‎ ‎（2） 。‎ ‎【答案】 （1）当光垂直照射到两种介质交界面时，光的传播方向不变。（2）当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角。‎ ‎【解析】 ‎ 14‎ 从实验记录的数据中可以看出，当入射角为0°时，入射光线与法线重合，与交界面垂直，此时折射角为0°，折射光线与法线重合，所以光的传播方向不变。当光从空气斜射入水或玻璃时，折射角都小于入射角。‎ 随练1.8 华裔科学家高锟因在“有关光导纤维用于光学通信方面”取得了突破性成就而获得2009年诺贝尔物理学奖。利用光导纤维进行光纤通信所依据的原理是（ ）‎ A． 光的折射 B． 光的全反射 C． 光的直线传播 D． 光的色散 ‎【答案】B ‎【解析】 光导纤维是由于光在光导纤维内不停的全反射而传播光的信息。‎ 所以，本题选B 14‎