1、第三节第三节 光的折射光的折射第三章第三章 光的世界光的世界知识点知识点光的折射光的折射知知1 1讲讲1知知1 1讲讲1.光的折射：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方光的折射：光从一种物质斜射入另一种物质时，传播方向向通常会通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。发生偏折，这种现象叫做光的折射。注：光在同种不均匀的物质中传播时，也会发生折射，注：光在同种不均匀的物质中传播时，也会发生折射，太阳光在太阳光在大气中传播路径是弯曲的就是这个原因。如：大气中传播路径是弯曲的就是这个原因。如：海市蜃楼。海市蜃楼。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光的折射模型图图(
2、如如图图1)知知1 1讲讲(2)基本基本概念概念 分界面：两种物质的交界处。分界面：两种物质的交界处。入射光线：投射到分界面的光线。入射光线：投射到分界面的光线。入射点：入射光线与分界面的交点入射点：入射光线与分界面的交点。折射光线：远离分界面的光线。折射光线：远离分界面的光线。法线：过入射点与分界面垂直的法线：过入射点与分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讲讲易错提醒易错提醒在两种物质分在两种物质分界面上界面上，光的反射和折射，光的反射和折射有时有时同时
3、同时发发生生(如如图图2)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：忽略物体形状、忽略物体形状、光束光束粗细、界粗细、界面材料面材料等次要等次要因素，抓住光的因素，抓住光的传播路径传播路径和方向等主要和方向等主要因素因素建立建立模型图。另外模型图。另外,为了为了研究问题方便，研究问题方便，引入法线引入法线。知知1 1讲讲技巧点拨技巧点拨类比反射模型概念，类比反射模型概念，掌握掌握折射模型概念：折射模型概念：(1)相同的概念：相同的概念：入射光线入射光线；入射点；入射点；法线法线；入射角；入射角。(2)不同不同的概念：的概念：折射折射反射反射分界面分界面反射面反射面折射光线
4、折射光线反射光线反射光线折射角折射角反射角反射角知知1 1讲讲深入深入思考思考 辨别辨别光的折射和反射、直线传播的现象的关键点。光的折射和反射、直线传播的现象的关键点。思考总结思考总结光现象光现象关键点关键点光的直线传播光的直线传播光路不变，同种均匀物质光路不变，同种均匀物质光的反射光的反射光路改变，同种均匀物质光路改变，同种均匀物质光的折射光的折射光路改变，两种物质光路改变，两种物质(或同种不均匀物质或同种不均匀物质)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
5、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3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两个半圆形两个半圆形塑料板塑料板组组成成，其竖直方向的直径，其竖直方向的直径NM为为两半圆两半圆的的分界线分界线，其中其中光屏光屏F可可绕直径绕直径NM在在水平面内前后折转。在水平面内前后折转。在塑料板的边缘塑料板的边缘有角度有角度，可以显示入射角、折射角大小。加，可以显示入射角、折射角大小。加水至圆形塑料板圆心位置。水至圆形塑料板圆心位置。知知2 2讲讲(3)设计设计实验实验呈现并记录光的传
6、播路径的方法：用激光笔紧贴呈现并记录光的传播路径的方法：用激光笔紧贴塑塑料板照射料板照射。探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内探究折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内的的方法方法：使一束光贴着塑料板：使一束光贴着塑料板E 沿某一个角度从空气中射沿某一个角度从空气中射到界面到界面上的上的O点点；同时，把塑料板；同时，把塑料板F向前向前或向后折转，看或向后折转，看什么时候能什么时候能在塑料板在塑料板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：在的基础的基础上，当塑料板上同时出现入射光和折射光时上，当塑料板上同时出现入
7、射光和折射光时，读出，读出入射角入射角和折射角的度数；多次和折射角的度数；多次改改变变入射光照射的入射光照射的角角度度，并读出入射角并读出入射角和和折射角的度数折射角的度数，并并记录在表一中。记录在表一中。表一表一 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讲讲旋转激光笔所在的柄，使激光笔旋转到水面下方，然旋转激光笔所在的柄，使激光笔旋转到水面下方，然后后使光使光贴着塑料板贴着塑料板E沿沿某一个角度穿过水射到分界面上的某一个角度穿过水射到分界面上的O点；移动点；移动塑料板塑料板F位置位置，当，当F上上出现折射光时，记录入射出现折射光时，记录入射
8、角和角和折射角折射角的度数的度数；多次多次改变入射光改变入射光的的角度角度，重复上面，重复上面步步骤骤，并把，并把数据记录数据记录在在表二中。表二中。表二表二 光从水中斜射入空气中光从水中斜射入空气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(4)分析分析现象和数据，得出实验结论现象和数据，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的设计：实验记录表格的设计：(1)探究探究B与与A的的大小关系大小关系时，实验次数时，实验次数最少最少要做要做3 次。多次次。多次实验实验的目的是的目的是“得出得出普遍普遍规律、避免实验规律、避免实验的偶然性的偶然性”。(2)在在探究探
9、究B与与A的的关系关系时，时，A是自变量，是自变量，B是是因变量，所以因变量，所以要把要把A放放在表格的在表格的前面前面、B放放在表格在表格的后面的后面。知知2 2讲讲2.光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线与法线光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线与法线在在同一同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，侧，折射角折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。减小。3.光路可逆：在折射现象中，让光逆着折射光的方向从透光路可逆：在折射现象中，让光逆着折射光的方向从透明明物质物质斜射入空气时，会
10、发现斜射入空气的光将逆着原斜射入空气时，会发现斜射入空气的光将逆着原入射光入射光的方向的方向传播，这表明，折射时光路是可逆的。传播，这表明，折射时光路是可逆的。知知2 2讲讲分析分析思考思考 折射折射规律和反射规律的相同点及不同点。规律和反射规律的相同点及不同点。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其他区别其他区别反射光和入射光在反射光和入射光在同种物质同种物质折射光和入射光在两种折射光和入射光在两种物质物质(或同种不均匀物质或同种不均匀物质)分析结论分析结论知知2 2练练中
11、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。一束光线从空气光线从空气射入射入水球的光路如图水球的光路如图4所所示，其中球心示，其中球心O与与入射点入射点O1的的连线为法线连线为法线，则，则进入进入气气泡泡球的折射光线可能球的折射光线可能为为()A.B.C.D.例 1知知2 2练练解题秘方解题秘方：根据光的折射特点，画出光从水中斜射根据光的折射特点，画出光从水中斜射入空气入空气的折射的折射光线，根据折射光的情况判断答案。光线，根据折射光的情况判断答案。知知2 2练练解析：
12、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的在的直线即法线，则光从水进入空气的法线如图直线即法线，则光从水进入空气的法线如图5中中O2O的的连线连线所示，结合光从水中斜射入空气中所示，结合光从水中斜射入空气中，折射角折射角大于入射角，大于入射角，以及以及折射光线和折射光线和入入射射光线分别位于法线两侧可知，只有光线分别位于法线两侧可知，只有光光线符合线符合光的折射规律。光的折射规律。答案：答案：A知知2 2练练1.中考中考北京北京 一一束单色光束单色光从空气斜射入从空气斜射入水中水中的情境如图所的情境如图所示。示。下列下列说法正确的说法正确
13、的是是()A.BO是是入射光，入射光，OA是是反射光反射光B.AO是是入射光，入射光，OC是是折射光折射光C.AOM是是入射角入射角，BON是是反射角反射角D.光光若沿若沿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水中看空气中物体图示图示知知3 3讲讲续表：续表：结论结论看到的是水中景物变浅看到的是水中景物变浅的虚像的虚像看到的是空气中景物变看到的是空气中景物变高的虚像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
14、水员看到天上的飞鸟潜水员看到天上的飞鸟比实际高比实际高知知3 3讲讲现象解释现象解释我们看到水中的我们看到水中的“物体物体”，实际上是由于，实际上是由于光的光的折射而折射而形成的虚像形成的虚像，“虚像虚像”是由折射是由折射光线的光线的反向延长线会聚反向延长线会聚而而成成，“虚像虚像”始终在始终在“实物实物”的上方。的上方。知知3 3讲讲2.成像原理成像原理光的折射光的折射来自水中物体来自水中物体S反射反射的光，进入空气后发生折射，折的光，进入空气后发生折射，折射射光进入光进入了人的眼睛，引起视觉；由于有光沿直线传播的了人的眼睛，引起视觉；由于有光沿直线传播的经验，人经验，人会感觉到会感觉到这些
15、光是从进入人眼光线的反向延长线这些光是从进入人眼光线的反向延长线的交点的交点S发出的发出的；S就是就是S在在水中的虚像。由表中图示可知：水中的虚像。由表中图示可知：(1)折射折射成的像和物体在分界面同侧。成的像和物体在分界面同侧。(2)入射入射光线反向延长线过物，折射光线反向延长线过像，光线反向延长线过物，折射光线反向延长线过像，折射折射光线和入射光线交分界面于入射点。光线和入射光线交分界面于入射点。知知3 3讲讲知识链接知识链接折射成像的作图依据：折射成像的作图依据：知知3 3练练中考中考眉山眉山 周末小明和妈妈在湖边树荫下乘凉观察周末小明和妈妈在湖边树荫下乘凉观察到下列到下列现象，其中由于
16、光的折射而产生的现象，其中由于光的折射而产生的是是()A.湖面湖面波光粼粼波光粼粼 B.树荫下的圆形光斑树荫下的圆形光斑C.湖中鱼游湖中鱼游“浅浅”底底 D.湖中出现了天空中的白云湖中出现了天空中的白云例 2知知3 3练练解题秘方解题秘方：识别光现象的两种方法：识别光现象的两种方法：1.根据平时的积根据平时的积累累判断判断某种光现象的产生原因。如根据识记知某种光现象的产生原因。如根据识记知“海市海市蜃楼蜃楼”“星星眨眼星星眨眼”是光的折射现象。是光的折射现象。2.分析每种光分析每种光现象中光的传播路径现象中光的传播路径，结合，结合定义判断其形成原因。定义判断其形成原因。知知3 3练练解析：解析
17、：湖面波光粼粼，是由太阳光照到水面上发生反射湖面波光粼粼，是由太阳光照到水面上发生反射形形成成的；圆形光斑是小孔成像，是由光的直线传播形成的；的；圆形光斑是小孔成像，是由光的直线传播形成的；岸上的岸上的人看见湖中的鱼，是由光的折射形成的；湖中出现人看见湖中的鱼，是由光的折射形成的；湖中出现了天空中了天空中的白云的白云，是平面镜成像，是由光的反射形成的。，是平面镜成像，是由光的反射形成的。答案：答案：C知知3 3练练2.中中华华文化文化博大精深，有些古博大精深，有些古诗词诗词中蕴含着丰富的中蕴含着丰富的物理知物理知识识。下列诗句中的。下列诗句中的情境情境能用光的折射原理能用光的折射原理解释解释的的是是()A起舞弄清起舞弄清影影B潭清疑水浅潭清疑水浅C风吹草低见牛风吹草低见牛羊羊D楼台倒影入池塘楼台倒影入池塘B光的折射光的折射光的折射光的折射光的折射规律光的折射规律光的折射现象光的折射现象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
