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第頁3.4探究光的折射定律學習目標1.舉例說明并解釋有關光的折射現象.2.嘗試探究光的折射規律.3.會根據光的折射規律判斷折射光線的大致方向,認識到光在發生折射時光路可逆.一、情景引入清澈見底、看起來不過齊腰深的池水,不會游泳的小明,一跳下去就淹過了脖子,下水的他就驚慌失措,幸好有同學相救,才脫離危險。為什么小明在岸上看池水會比實際的淺呢?真的眼睛騙了自己?二、教材研究問題1——光真的會折射嗎?觀察課文中圖3—37把一束光從空氣斜射入水面時,一部分光發生了反射返回到空氣中,而另一部分光則進入水中傳播,且傳播方向(填“有”或“沒有”)改變。這種光由一種介質進入另一種介質時傳播方向發生改變的現象,叫做光的。光的折射現象在我們生活當中會見到很多,例如:插入水中的筷子向彎折;清轍的河水感覺到變;初升的太陽;海市蜃景等。你知道的還有哪些是折射現象?。認識光的折射當中的幾個概念,如圖所示。兩種介質的界面MM、、法線、入射光線、折射光線、入射角、折射角。問題2——光的折射有什么規律?實驗器材:激光棒、白紙、三角板、鉛筆、玻璃磚或有機玻璃塊實驗步驟:eq\o\ac(○,1)用鉛筆在白紙上畫出兩條互相垂直的線MM、和NN、,如下圖1所示。eq\o\ac(○,2)把玻璃磚的一邊壓在MM、線上,把上方看作是空氣,下方是玻璃磚。如圖2所示。eq\o\ac(○,3)用激光束從O點緊貼白紙斜射入玻璃磚,觀察光射入玻璃磚的情況,并用鉛筆把入射光線和折射光線的位置作記號A和C。如圖3所示。eq\o\ac(○,4)移去玻璃磚,描出線AO和OC,并標出光線的傳播的方向,如圖4所示。eq\o\ac(○,5)重復實驗步驟eq\o\ac(○,3),增大(或減小)入射角的大小,觀察折射光線的變化,并作出記號。如圖5所示。eq\o\ac(○,6)重復實驗步驟eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2),讓激光束從玻璃磚射入空氣,沿CO方向入射,觀察出射光線的位置。并作出光路圖。如圖6所示。eq\o\ac(○,7)重復實驗步驟eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2),讓激光束沿NO方向入射,觀察折射情況,并作出光路圖。如圖7所示。圖1圖2圖3圖4圖5圖6圖7分析論證:從圖4中可以得到:;從圖4和圖5中可以得到:;從圖6中可以得到:;從圖4和圖6中可以得到:;從圖7中可以得到:;得出結論:光的折射規律:(三線關系)折射光線、入射光線和法線位于;折射光線、入射光線分居法線。(兩角關系)當光從空氣斜射入水或玻璃其它透明介質時,折射角入射角;當光從水或玻璃其它透明介質斜射入空氣中時,折射角入射角。在折射時,折射角隨著入射角的增大而,隨著入射角的減小而。當光垂直入射時,傳播方向不改變。注:光在折射時,光路也是可逆的。通過以上的學習,你能否作出水中點A發出的兩條光線進入空氣中傳播的大致情況。如果點A是插入水中的筷子上的一點,你就可以理解筷子為什么能夠向上彎折了。問題3——生活中和自然中有哪些折射現象呢?池塘水的深度感覺變淺了:是由于河底反射的光經水斜射入空氣中時,折射光線向偏折,使得折射角入射角。人們沿著光線的反向延長線看去,感到河床被抬高了。與此相類似的插入水中的筷子向上彎折也是這個道理。看水中的魚,由于光的折射我們看到的并不是實際的魚,而是魚的虛像。并且像的位置在實際魚的斜上方。因此有經驗的漁民叉魚時,要叉向魚的。相反魚看岸上的人,也是變了的虛像(填高或低)。海市蜃景則是由于空氣各層的密度并不均勻,光線在通過大氣層時,不斷發生的緣故。因此,早上看到的初升的太陽,并不是實際的太陽,實際的太陽在地平線的(填“上方”或“下方”)。晚上看天上的星星會眨眼睛,也是由于光的折射這個原因。三、典例分析如圖所示,有束光線從空氣射入某種透明介質,在分界面處發生反射和折射,則是反射光線,是折射光線。解析:由圖可看出,因為∠FHE=∠DHE,所以光線FH和DH中一條是入射光線,另一條是反射光線,則HB一定是折射光線了。又因為入射光線和折射光線分居法線的兩側,則AE為法線,FH為入射光線,HD為反射光線,還因為入射光線跟反射光線在界面的同側,所以CG為界面。這是一道有關反射和折射的綜合題,對這樣的題目,要認真觀察光路,并結合光的反射定律和折射規律加以解決。答案:HD;HB四、達標訓練1、下列是一些日常生活和自然界中的光現象:eq\o\ac(○,1)日食和月食;eq\o\ac(○,2)水中倒影;eq\o\ac(○,3)小孔成像;eq\o\ac(○,4)池底“變淺”;eq\o\ac(○,5)黑板“反光”;eq\o\ac(○,6)雨后彩虹。由于光的折射形成的是;由于光的反射形成的是。2、小明通過實驗研究光從水中射入空氣中的現象,如圖所示是他根據實驗現象畫的光路圖。改變入射角的大小,他發現空氣中的折射光線與法線的夾角隨入射角的增大而增大。他猜想,當入射角增大到一定程度時,會出現的現象是,他猜想的依據是。3、如下圖所示是光在玻璃和空氣的界面上同時發生反射和折射的情況,可以斷定:是界面,是入射光線,是反射光線,是折射光線,界面的側是空氣。第2題第2題4、一束光線從水中射向空氣中,現知道折射光線的折射角為00,則入射光線的入射角應該是()A、900;B、00;C、450;D、300;5、如圖所示的四個圖中表示了光線穿過玻璃磚的光路圖,其中只有一個是正確的,你認為是()6、一束光線由空氣斜射入水中時,如果入射角逐漸增大,折射角將()A、逐漸減小,且總小于入射角;B、逐漸增大,且總大于入射角;C、逐漸減小,且總小于入射角;D、逐漸增大,且總小于入射角;7、在研究平面鏡成像特點的實驗中,在豎起的玻璃板前后各放一支蠟燭,對著玻璃板既可以看到前面蠟燭在玻璃板后所成的像,同時又可看到玻璃板后的“蠟燭”。下列說法中正確的是()A、兩者都是光的反射形成的像;B、兩者都是光的折射形成的像;C、前者是光的折射形成的像,后者是光的反射形成的像;D、前者是光的反射形成的像,后者是光的折射形成的像;8、某校新建成一個噴水池,在池底的中央安裝了一只射燈,池內無水時,射燈發出的一束光照在池壁上,在S點形成一個亮斑,如圖所示。現往池內注水,水面升至a位置時,站在池旁的人看到亮斑的位置在P點;如果水面上升至b位置時,人看到亮斑的位置在Q點,則()A、P點在S點的上方,Q點在S點的上方;B、P點在S點的上方,Q點在S點的下方;C、P點在S點的下方,Q點在S點上;D、P點在S點的下方,Q點在S點的下方;9、當光從一種透明物質進入另一種透明物質時,下列說法正確的是()A、光的傳播方向一定發生改變;B、光的傳播方向有時不發生改變;C、當光從水中斜射入空氣中時,折射角小于入射角;D、當光從玻璃中斜射入空氣中時,入射角大于折射角;10、關于光由空氣斜射入水中,下列說法中錯誤的是()A、光的傳播方向改變,但光速不變;B、折射光線和入射光線分居在法線和界面的兩側;C、折射光線向法線偏折,且折射角隨入射角增大而增大;D、在發生折射現象的同時,還發生光的反射;11、圓筒形的玻璃杯中灌上水,將一把刻度很清晰的尺子豎直插進玻璃杯里,斜上方看這把尺子()A、水中部分刻度變小;B、水中部分刻度變大了;C、水中部分刻度大小不變;D、不能肯定;12、如圖所示,一束激光沿直線照射到空容器底部,形成一個亮點,如果向容器中緩緩地加水,隨著水面的逐漸升高,亮點將()A、仍在原位置不動;B、逐漸向左移動;C、逐漸向右移動;D、消失了;13、如圖所示,人眼在A處看到河里B處有一條魚。若從A處射出一束激光,要使激光能照射到魚的身上,則激光應朝哪個方向射出?()A、B點B、B上方C、B下方D、B左方或右方14、如圖所示,是我們看到的筷子斜插入水中的情況,其中正確的是()如圖所示,將刻度尺斜插入水中,從水面上看去水中尺子的刻度情況()A、變得密了;B、變得疏了;C、一部分變密一部分變疏;D、疏密沒有變化。在空茶杯里放一枚硬幣,眼睛剛好看不見,如圖所示,慢慢向杯中注水,保持眼睛和杯子的位置不變,則下列說法中正確的是()隨著水的增多,眼睛能看到硬幣,而且感覺到硬幣逐漸降低;B、隨著水的增多,眼睛能看到硬幣,而且感到硬幣逐漸升高;C、注水后能看到硬幣,但感覺不到硬幣升高或降低;D、注水后仍看不到硬幣;17、在某湖的湖底安裝了一些燈,晚上燈光把湖裝飾得很漂亮,這些燈發出的光在進人空氣中時發生了折射,請你在圖中大致畫出它的折射光線的光路圖。五、中考試題如圖所示,MN為空氣與水的分界面,AO為人射光線,O為入射點.在圖中畫出反射光線和折射光線.解答:根據光的反射定律作出反射光線(共面、兩側、等角);又根據折射規律作出折射光線。正確作法如下圖:六、課堂測評1、如圖所示,一束光沿AO方向由空氣射向水面,經折射后可能照亮水中的點。(選填圖中的字母)如上圖所示,是光線AO從一種介質斜射向另一種介質時,發生反射和折射時的情況。如果已知入射光線AO與界面MN的夾角∠MOA=300,折射光線OC與反射光線OB垂直,則可以知道:入射角=,反射角=,折射角=。3、某同學在魚塘邊看到“魚在云中游”,其中“魚”是由光的而形成,“云”是由光的而形成的。4、岸上的漁夫看到河中的魚是魚的,漁夫要用叉子去叉魚,應往看到魚的方去叉,由于從發射的光發生了,看起來河水要比實際的淺些。5、在空碗里放一枚硬幣,當碗內盛滿水時,看上去碗底的硬幣要比實際的深度(填“深”或“淺”)些,這是光的的緣故。6、古詩詞中有許多描述光學現象的詩句,如“潭清疑水淺”說的就是光的現象;“池水映明月”說的就是光的現象。7、下面哪些現象為光的折射現象()eq\o\ac(○,1)筷子插入水中,在水中的部分看起來發生了彎折;eq\o\ac(○,2)太陽未出地平線,人已經看見太陽了;eq\o\ac(○,3)清澈的水底看起來比實際淺一些;eq\o\ac(○,4)在平面鏡中看見了自己的像;A、eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3);B、eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,4);C、eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,4);D、eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)eq\o\ac(○,4)8、一束光線從空氣射入某種透明介質中,若入射角為400,則反射角和折射角在下述幾組數據中合理的是()A、反射角為400,折射角為400;B、反射角為600,折射角為300;C、反射角為400,折射角為300;D、反射角為400,折射角為600;9、某人站在河邊看到水中的魚和橋,下列說法中正確的是()A、魚是光的反射形成的虛像,橋是光的反射形成的實像;B、魚是光的折射形成的虛像,橋是光的反射形成的虛像;C、魚是光的反射形成的實像,橋是光的折射形成的實像;D、魚是光的折射形成的實像,橋是光的折射形成的虛像;10、站在湖邊往水中看去,可以看到水面上漂浮的木塊、水下的游魚、湖邊的樹木和藍天中的白云,由于光的折射而成像的是()A、白云;B、樹木;C、游魚;D、木塊;11、下列現象中屬于光的折射現象的是()A、平靜的水面映出藍天白云;B、從岸邊看池中的水變淺;C、黑板發生“反光”現象;D、大樹擋住太陽光形成樹蔭;12、關于光的折射,下列說法錯誤的是()A、光從一種介質進入另一種介質時,傳播方向一定發生改變;B、光從水中斜射入空氣中時,折射角大于入射角;C、光從空氣中斜射入水中,當入射角增大時,折射角也隨著增大,但總小于入射角;D、折射光路也是可逆的。13、如圖表示了光從玻璃射入空氣中的情況,正確的是()14、透過寫字臺上的玻璃板,觀察放在玻璃板下面的像片,看到的像片的位置往往比它實際位置:

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