第4节 《光的折射》
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第4节光的折射预习新知1.光的折射定义:光从一种介质________入另一种介质时,传播方向一般会________,这种现象叫做光的折射现象.2.光的折射规律:共面——折射光线、入射光线和法线在________平面内;异侧——折射光线、入射光线分居________两侧;入射角和折射角不相等.光的折射现象中,光路也是________的.(1)光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线向________方向偏折,折射角________(填“大于”或“小于”)入射角,入射角增大时,折射角________.(2)光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射光线将向________方向偏折,折射角________(填“大于”或“小于”)入射角.(3)光从空气垂直射入水或其他介质中时,传播方向________.折射角=入射角=________.注意:①当光斜射到两种介质的交界面时,一般要同时发生__________和________;②反射光线与对应的入射光线在________介质中,折射光线与对应的入射光线在________________介质中.【答案】1.斜射发生改变2.同一法线可逆(1)法线小于增大(2)远离法线大于(3)不变0°注意:①反射折射②同一不同课程导学一、光的直线传播、光的反射、光的折射等现象辨析例1:自然界的美经常令人陶醉,如图所示的现象中,由于光的反射形成的是()A.日全食B.雨后彩虹搭起天桥C.水面鸟儿顾影成双D.在海面上看见水下冰山【答案】例1:C二、光的入射角和折射角例2:一束与水面成50°夹角的光线从空气斜射入水中,则折射角()A.小于50° B.大于50°C.大于40° D.小于40°例3:如图1所示,OA是一条折射光线,若OA与水面的夹角为50°,则下列关于入射角α和折射角β的大小的判断正确的是()图1A.α>40°,β=50° B.α>40°,β=40°C.α<40°,β=50° D.α<40°,β=40°【答案】例2:D解析:本题考查光的折射规律.入射光线与水面的夹角为50°,入射角为90°-50°=40°,光线从空气射入水中,折射角小于入射角,则折射角小于40°,故选D.例3:B三、光的反射定律和光的折射规律例4:请在图4中画出对应的反射光线和折射光线.图4【答案】例4:如下图所示.课堂达标1.下列成语所反映的情景中,属于光的折射现象的是()A.镜花水月B.坐井观天C.立竿见影D.海市蜃楼2.光从空气射入水中,当入射角变化时,则()A.反射角和折射角都发生变化B.反射角和折射角都不变C.反射角发生变化,折射角不变D.折射角变化,反射角始终不变3.关于光的折射的说法错误..的是()A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B.入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内C.入射角不一定总大于折射角D.光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角4.下列是一些日常生活和自然界中的光现象:由于光的直线传播形成的是________;由于光的反射形成的是________;由于光的折射形成的是________(填序号).①日食和月食;②池底“变浅”;③水中倒影;④小孔成像;⑤黑板“反光”;⑥雨后彩虹;⑦镜中“花”5.小华站在平静的湖边,看到水中的鱼在蓝天白云中游来游去,看到的鱼儿是由于光的________形成的虚像;水中的白云是由于光的________形成的.鱼的实际位置比看到的要________(填“高”或“低”)些.6.渔民在叉鱼时,真实的鱼是在渔夫看到的鱼的________方,这是因为,鱼反射的光从________射到________中发生了________现象的缘故.渔夫看到鱼时,鱼也看到渔夫,这是因为在光的________现象中光路是________.7.古诗词中有许多描述光学现象的诗句,如“潭清疑水浅”说的就是光的________现象;“池水映明月”说的就是光的________现象.8.按要求完成下面的光路图:在图5中,画出入射光线,并标明入射角的大小.图5真题演练1.【2016长春】小红坐在岸边,看到的以下景和物在水中的像,由于光的折射形成的是()A.白云B.凉亭C.飞鸟D.水中的鱼2.【2016吉林】如图所示,站在湖边的小雪看到小鱼在水中游动,同时发现有一只“鸟”在水中飞翔。
4.4 光的折射知识点一:光的折射1、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫光的折射。
2、理解:光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处,反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。
3、注意:在两种介质的交界处,既能发生折射,同时也能发生反射。
知识点二:光的折射规律光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居法线两侧。
1、光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角(折射光线向法线偏折);2、光从水或其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角;3、入射角增大时,折射角也随着增大;4、当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。
理解:折射规律分三点:(1)三线一面;(2)两线分居;(3)两角关系分三种情况:①入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°;②光从空气斜射入水等介质中时,折射角小于入射角;③光从水等介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
注意:在光的折射中光路是可逆的。
在利用光的折射定律解决实际问题时,应注意我们看到的物体是该物体发出或反射的光线进入我们的眼睛,而不是光线由眼睛发射的,不要搞错方向。
现象:折射使池水“变浅”,筷子“弯折”、水中人看岸上树“变高”。
知识点三:光路图:作光路图注意事项:(1).要借助工具作图;(2)是实际光线画实线,不是实际光线画虚线;(3)光线要带箭头,光线与光线之间要连接好,不要断开;(4)作光的反射或折射光路图时,应先在入射点作出法线(虚线),然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线;(5)光发生折射时,处于空气中的那个角较大;(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上;(7)平面镜成像时,反射光线的反向延长线一定经过镜后的像;(8)画透镜时,一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。
第四节光的折射【本节知识点:】1 光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播放射会发生偏折。
2 光折射的初步规律:【基础达标训练】1、光从一种物质进入另一种透明物质时,它的传播方向会改变,这种现象叫做________。
2、如图1所示,从位于空气中的点光源S发出的光线射到水面上,照亮水中的P点,图中PO1S,PO2S,PO3S三条光线的传播,正确的是____ __。
3、从图2可以看出___________是界面,__________是入射光线,_______反射光线,入射角是_______度,折射角是______度,反射角是_______度。
4、孩子在湖边观鱼如图4,这条鱼实际在C点处,但孩子看见鱼是在D点处。
则小孩这样看的结果是因为从水下发射的光发生了_________,所看的是鱼的______像,(填实像或虚像),光是从_______________________(空气中射到水中或水中射到空气中),鱼的反射光线折射时______(靠近或偏离)法线,小孩看到鱼的水平距离比实际距离________,小孩看到鱼的深度比鱼所在的实际深度______,由于折射使孩子感到好像鱼的真实位置________(改变或没改变)。
5、下面关于一些光现象的说法中,不符合客观实际的是()A.小孔成像说明了光沿直线传播B.看到物体成的虚像时,没有光射人我们的眼晴C.湖水中形成的倒影是光的反射现象D.斜看水中的物体,看到物体的位置比实际位置高了6、如图3 :作出光线由空气斜射入水时的反射光线和大致的折射光线。
【能力提高训练】7、下列哪个现象为折射的结果:①筷子水中部分是曲折的;②清澈的水底看起来比实际浅;③太阳未出地平线,人已看到太阳;④在平面镜中看到自己的像 .正确的是()A.①③④ B.③④C.①②③D.②③④8、在湖边看平静湖水中的“鱼”和“云”,看到的是()A.“鱼”是光的反射形成的虚像,“云”是光的折射形成的虚像B.“鱼”是光的折射形成的虚像,“云”是光的反射形成的虚像C.“鱼”和“云”都是光的反射形成的虚像D.“鱼”和“云”都是光的折射形成的虚像9、一束光线从空气斜射入玻璃砖,光通过平行玻璃砖的光路,如下图所示,其中正确是( )10、光线从空气斜射入某种液体中,被水平放置在液体底部的平面镜反射,最后返回到空气中,如图5所示.请在图中画出这时的反射光线和在水面处的折射光线。
第四节光的折射
教学目标
【知识与技能】
1.知道光的折射定义.
2.知道入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角等名词.
3.光的折射规律及应用.
4.会应用有关光的折射知识解释一些生活现象.
【过程与方法】
1.能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题,培养提出问题的能力.
2.通过实验观察、认识折射现象,培养学生初步观察的能力.
3.使学生进一步了解科学探究活动过程,培养学生初步的探究能力.
【情感态度与价值观】
1.有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解.
2.逐步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近感觉.
教学重、难点
【重点】
1.探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.
2.使学生进一步了解科学探究活动过程,培养学生初步的探究能力.
【难点】光线进入不同介质中,折射角和入射角的关系;用光的折射解释自然现象.教学准备
玻璃砖、激光笔、小桶、水、圆表盘、纸杯,碗两只、硬币、投影仪、多媒体计算机及课前准备的课件等.
教学过程
一、新课导入
同学们可能都听过“后羿射日”的神话故事:天空中出现了十个太阳,后羿力大无比,射掉了九个太阳,剩下现在的一个太阳,使温度适宜人们居住.但是2019年7月26日乐山的天空中却又同时出现了三个太阳,你相信吗?
播放“三日同辉”的视频资料.
师:学习了光的折射知识,你就能回答这个问题了.
二、新课教学
(一)、探究光的折射现象
观察光从空气斜射入水中的情况:当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,其中一部分光被反射出去,另一部分光就要进入水(或玻璃)中传播.进入水中的光线是否还沿原来的方向传播?请看实验:
1.把激光笔安装在铁架台上,在旁边放上水槽,打开激光笔让一束光线射在水槽中.
2.在不移动水槽和激光笔位置的前提下,向水槽中加水,可观察到光斑的位置发生了改变.如图所示,这说明光在水中的传播方向发生了改变.
3.根据你所观察到的现象画出相应的光路图.
4.假如光从空气斜射到其他透明介质,传播方向是否也会改变(例如玻璃)?
教师点拨实验并说明实验方法.向学生提出:不移动水槽和光源,当向水槽中加水后,光斑的位置会变化吗?怎样变化?
观察现象:射入水槽的光线沿直线传播.加水后传播方向发生改变(光斑由B点移动到B'点),也就说明光的传播方向发生改变.画出光路图.
小组一位同学做实验,其他同学观察、分析、思考.
教师提示学生联系光的反射概念引出光的折射概念.
学生回忆光的反射概念,与光的折射进行对比.
光折射的概念:光从空气斜射入水(或玻璃)时,传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射.
教师帮助学生认识光的折射的六要素.(多媒体投影要素的具体定义)
总结:认识(一点)入射点O,(两角)入射角i、折射角r,(三线)入射光线AO、折射光线OC、法线NN'.(二)、光的折射规律的探究
针对光的折射现象,大家讨论一下,光折射时要遵循什么规律呢?利用给出的实验器材设计实验进行探究.
教师:结合光的反射规律来探究光的折射规律需研究哪些方面?
学生讨论、思考后提出问题.
教师介绍实验器材,巡视指导.
学生思考、讨论,设计实验方案,进行实验.
教师:为研究问题的方便,我们可以把我们在白纸上找到的入射光线、折射光线传播的路径按照几何的作图方法画出来.因为两点决定一条直线,所以在找到入射光线、折射光线传播的路径后,点两个点就可以将其传播路径画出来.
(1)观察光从空气斜射入玻璃时传播方向发生改变.
教师点拨:在桌上放一张白纸,将半圆玻璃砖放在白纸上,半圆玻璃砖的直边做界面,圆心做入射点O,让光源射出的光束斜射到玻璃砖的圆心上.这时可以看到在入射点O处,有一条较暗的反射光线;另外还有一条较明亮的光线射向玻璃中.玻璃中的光线偏离了原来的入射方向发生了折射.过O点垂直于玻璃砖直边的线是法线.
(2)改变入射光线的方向,观察折射光线的变化.
(3)实验观察光从空气垂直射入玻璃时的情况.入射光线垂直于玻璃砖的直边入射,入射光线与法线重合,观察光线进入玻璃砖后,有没有发生折射.把观察到的现象画在纸上,这时的折射角多大?由此可以得出什么结论?
教师对学生作的光路图进行点评,对实验中所观察到的反射光线略作说明.
多媒体再现实验现象.
教师对各小组的团结协作情况进行点评.
学生在白纸上按照几何的作图方法画图.
实验结论:折射光线、入射光线和法线在同一个平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水(或玻璃)时,折射角小于入射角;光从空气垂直射入水(或玻璃)时,传播方向不改变(入射角等于折射角等于零度).
归纳光的折射规律(让学生进一步分析两角不等可以分为几种情况),教师多媒体展示结论:①三线共面;②两线分居;③两角不等.
(三)、折射光路的可逆性探究
1.先让光由空气射入水中,记下入射光线、入射点、折射光线的位置.
2.再让光线逆着折射光线方向入射,观察折射光线是否逆着原入射光线方向射出.
师演示,生观察.
共同归纳:在折射时光路是可逆的.
(四)、利用光的折射解释相关现象
1.体验“叉鱼”
制作鱼模型并固定于方形水槽中,用直铁丝作鱼叉,对准看到的鱼下叉,看谁能叉准,并让该同学说出叉准鱼的“奥妙”是什么?
(进一步激发学生的热情,体验成功的喜悦)
2.利用动画讲解“鱼的虚像形成的原因”.
3.水里的鱼看到空中的飞机比实际高.
4.学生讨论“折射断筷”“硬币升高”的原因.
5.观察玻璃砖后的钢笔“错位”.
(让学生再次体验折射使眼睛产生的错觉)
6.折射现象不仅会使眼睛“受骗”,有时还会产生一些很美的奇观.
(播放“海市蜃楼”、2001年北京天空出现的“三日同辉”的影像资料)
三、课堂小结
四、检测反馈
1.如图所示的光路示意图中,MN是空气与玻璃的分界面,PQ为法线,根据图示,MN下方的物质是,折射角是,反射角是.
2.下列现象可以用光的折射解释的是()
A.在游泳池边看到的池底比实际浅
B.夜晚看到人在路灯下形成的影子
C.通过汽车后视镜看到车后更广阔的范围
D.晴朗夏日的中午,在树下看见圆形的光斑
3.潜入水中工作的潜水员看见岸上树梢位置变高了.如下图所示的四幅光路图中,哪一幅图能正确说明产生这一现象的原因()
4.如图所示是一条光线由空气斜射入水中后的折射光线,在图中大致画出这条入射光线及其反射光线.
五、板书设计
1.光的折射现象
光从空气斜射入水(玻璃)时,传播方向会发生偏折,这种现象叫做光的折射现象.
2.光的折射规律
(1)折射光线、入射光线和法线在同一平面内;
(2)折射光线、入射光线分居在法线两侧;
(3)当光从空气斜射入水(或玻璃)时,折射角小于入射角;
(4)当光从水(或玻璃)斜射入空气时,折射角大于入射角;
(5)当光垂直入射时,光的传播方向不变;
(6)光的折射现象中,光路是可逆的.
3.生活中的折射现象
池底变浅、海市蜃楼等.
六、布置作业
教材第84页动手动脑学物理的1,2,3题.。