【八年級(jí)上冊(cè)物理】第4.4課時(shí) 光的折射（解析版）

第4.4課時(shí)光的折射1．光的折射定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)__傳播方向__發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射．光的折射規(guī)律：(1)折射光線、入射光線和法線在__同一平面內(nèi)__；(2)折射光線和入射光線分居在__法線__的兩側(cè)；(3)當(dāng)光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角__小于__入射角．當(dāng)光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角__大于__入射角．光路的可逆性：在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的．注意：光從一種介質(zhì)垂直射入另一種介質(zhì)時(shí)，光的傳播方向不改變，此時(shí)，入射角為0°，折射角為0°，這是折射現(xiàn)象的一種特殊情況．如圖所示．2．生活中的折射現(xiàn)象現(xiàn)象：(1)池水看起來比實(shí)際的__淺__；(2)筷子在水中的“__折斷__”現(xiàn)象；(3)海市蜃樓；(4)有經(jīng)驗(yàn)的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚的__下方__才能叉到魚．考點(diǎn)一光的反射與折射的比較相同點(diǎn)①在分界面處傳播方向都發(fā)生改變．②反射光線、折射光線與對(duì)應(yīng)的入射光線都在法線的兩側(cè)．③三線共面．④反射角、折射角都隨對(duì)應(yīng)的入射角變化而變化．⑤光在兩種介質(zhì)分界面處發(fā)生反射和折射時(shí)都能成像．⑥光路可逆不同點(diǎn)①反射光線與入射光線在界面的同側(cè)，折射光線與入射光線卻在界面的兩側(cè)．②反射角等于入射角，折射角與入射角大小不（一定）相等．③光垂直射入兩種介質(zhì)界面時(shí)，反射光線方向改變，光返回原來的介質(zhì)中．折射光線卻進(jìn)入另一種介質(zhì)，方向不變．④反射時(shí)物像在界面的兩側(cè)．折射時(shí)物像在界面的兩側(cè)或同側(cè)．⑤反射時(shí)物像大小相同，折射時(shí)物像大小不同．⑥光發(fā)生反射時(shí)不一定發(fā)生折射，但光反生折射同時(shí)（一般都）發(fā)生反射【例1】如圖所示，一束光從介質(zhì)甲射向介質(zhì)乙，兩種介質(zhì)中有一種是空氣，另一種是玻璃，MN是其分界面。則圖中的折射角和甲介質(zhì)的種類分別是（）A．50°，空氣 B．50°，玻璃 C．60°，空氣 D．60°，玻璃【解析】已知MN是界面，過入射點(diǎn)O垂直于界面作出法線EF，如下圖所示：由圖知，∠AOM＝∠BON＝40°，則∠AOF＝∠BOF＝90°﹣40°＝50°，根據(jù)“反射角等于入射角、折射光線和入射光線分別位于法線EF的兩側(cè)”可知，BO是入射光線，OA為反射光線，OC為折射光線，折射光線CO與法線EF的夾角為折射角，則折射角∠COF＝90°﹣30°＝60°；由圖可知，折射角∠COE大于入射角∠BOF，由光的折射規(guī)律可知，光是從玻璃斜射入空氣，則介質(zhì)甲是玻璃。故選：D?！咀兪?】有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射一束激光，在容器底部都產(chǎn)生一個(gè)光斑O如圖所示，下列操作使光斑向左移動(dòng)的是（）A．保持水面高度不變使激光筆向右平移 B．保持激光射入角度不變使水面上升 C．保持激光射入角度不變使水面下降 D．保持水面高度和入射點(diǎn)不變使激光入射角增大【解析】A、保持水面高度不變使激光筆向右平移，光斑右移，故A錯(cuò)誤；B、保持激光射入角度不變，使水面上升，由下圖可知，入射點(diǎn)向左移動(dòng)，則光斑向左移動(dòng)；故B正確；C、保持激光射入角度不變，使水面下降，由下圖可知，入射點(diǎn)向右移動(dòng)，則光斑向右移動(dòng)；故C錯(cuò)誤；D、保持水面高度和入射點(diǎn)不變，使激光入射角增大，折射角變大，光斑右移，故D錯(cuò)誤。故選：B?！咀兪?】太陽光穿過地球大氣層時(shí)會(huì)發(fā)生折射，如果沒有這層大氣，會(huì)出現(xiàn)（）A．日出會(huì)提前，日落會(huì)延遲 B．日出和日落都會(huì)提前 C．日出會(huì)延遲，日落會(huì)提前 D．日出和日落都會(huì)延遲【解析】由于大氣層的存在太陽光會(huì)發(fā)生折射，我們會(huì)看到地平線以下的太陽，則有大氣層時(shí)，我們會(huì)早看到日出，晚看到日落；如果沒有這層大氣，則會(huì)晚看到日出，早看到日落，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?？键c(diǎn)二生活中的折射現(xiàn)象現(xiàn)象分析池底（或水中物體）的光線由水中斜射入空氣中時(shí)，在水面上發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去，就會(huì)覺得池底變淺了（或變高了、變短、彎折了）水上的物體反射的光從空氣進(jìn)入水中，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射光線靠近法線，向下偏折，所以潛水員看到的樹的位置比實(shí)際位置偏高兩次折射后，入射光線與第二次折射光線平行，于是鋼筆“錯(cuò)位”了海市蜃樓是一種光學(xué)幻景，是地球上物體反射的光經(jīng)大氣折射而形成的虛像易錯(cuò)提示：從一種介質(zhì)看另一種介質(zhì)中的物體，所看到的都不是物體本身，而是由于折射而形成的物體的虛像．【例2】十一期間，小明在臨沂極地海洋世界觀看了精彩的“美人魚”表演，看到的“美人魚”是（）A．光的反射形成的實(shí)像 B．光的反射形成的虛像 C．光的折射形成的實(shí)像 D．光的折射形成的虛像【解析】看到水中的美人魚是由于魚反射的光線從水中通過空氣進(jìn)入人的眼睛的，因此是光的折射現(xiàn)象形成的，并且像為虛像，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D?！咀兪?】小明同學(xué)在湖邊漫步，當(dāng)他走到岸邊的A處時(shí)，看到湖中B點(diǎn)處有一條魚在游動(dòng)，如圖所示。請(qǐng)你在如圖中大致畫出小明看到魚時(shí)的光路圖?！窘馕觥窟B接眼睛A和魚的像B，與分界面有一個(gè)交點(diǎn)O，即為折射點(diǎn)，過折射點(diǎn)做法線，根據(jù)光從水斜射入空氣中，折射角大于入射角畫出入射光線的位置，再根據(jù)于在B的下方，確定魚的位置，如圖所示：【變式4】如圖所示，在碗底放一枚硬幣，把碗移到眼睛剛好看不到硬幣的地方，保持眼睛和碗的位置不變，請(qǐng)一位同學(xué)向碗里緩慢加水后，又能看到硬幣，其實(shí)看到的是硬幣的像（填“實(shí)”或“虛”），產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，試畫出加水后眼睛看到硬幣的光路圖?！窘馕觥慨?dāng)水倒到一定高度后，看到了硬幣。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于從硬幣發(fā)出的漫反射光經(jīng)水面折射，折射光線遠(yuǎn)離法線向下偏折，當(dāng)光線射入人眼，人憑光直線傳播的感覺，認(rèn)為硬幣在折射光線的反向延長(zhǎng)線上，其實(shí)人看到的是硬幣的虛像。如圖所示：故答案為：虛；光的折射；見解答圖。1．將筷子豎直插入裝水的玻璃杯內(nèi)，從俯視圖中的P點(diǎn)沿水平方向看到的應(yīng)該是如圖所示哪個(gè)圖中的情形（）A．B．C．D．【解析】圖為筷子豎直插入盛水玻璃杯內(nèi)的俯視圖，A處為筷子，ABP表示由筷子發(fā)出的穿過玻璃杯壁B射向觀察者P處的一條光線。ON為過B點(diǎn)沿半徑方向的直線，即在B處和空氣的分界面的法線，上述光線則相當(dāng)于在B處由水中射入空氣中，圖中的角i和角r分別為此光線的入射角和折射角，根據(jù)光的折射規(guī)律可知，應(yīng)有r＞i．所以觀察者在P處看到的筷子A的像A′的位置不是在A的實(shí)際位置，而是由其實(shí)際位置偏離杯中心的方向向杯壁靠攏一些，據(jù)此可知。以筷子豎直插入玻璃杯中時(shí)，其側(cè)視圖應(yīng)該是圖中的C圖才與實(shí)際情況相符。同時(shí)，玻璃杯此時(shí)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，對(duì)筷子起到了放大的作用，因此，觀察到的筷子比實(shí)際粗些。故選：C。2．下列實(shí)例中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）A．陽光穿透茂密的樹葉間隙，在地面形成圓形光斑 B．人在路燈下行走，地面上會(huì)出現(xiàn)人的影子 C．斜插在水中的筷子“變彎”了 D．湖邊垂柳在湖面形成美麗的倒影【解析】A、陽光透過密密的樹葉在地面上形成一個(gè)個(gè)圓形的“光斑”，這就是小孔成像，是太陽所成的像，是光在同種、均勻、透明介質(zhì)中沿直線傳播產(chǎn)生的現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B、人的影子是光沿直線傳播形成的，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)光的折射，當(dāng)光從空氣斜射入水中或者其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，出現(xiàn)了斜插在水中的吸管“變彎”了，同斜插在水中的筷子“變彎”了原理是一樣的，故C正確。D、湖邊的垂柳在湖面上形成美麗的“倒影”是由于光的反射現(xiàn)象形成的水面成像現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選：C。3．一束光線從空氣中斜射向水面時(shí)，則（）A．只發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角小于入射角 B．只發(fā)生折射現(xiàn)象，折射角大于入射角 C．同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，折射角小于入射角 D．同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，折射角大于入射角【解析】光從空氣中斜射向水面，即有反射現(xiàn)產(chǎn)生，也有折射現(xiàn)象產(chǎn)生，反射時(shí)，反射角等于入射角，折射時(shí)，折射角小于入射角角。故選：C。4．在均勻木條一端纏上一小段鐵絲后，放在一個(gè)裝有水的大玻璃缸內(nèi)，恰能豎直漂在水面，其中露出水面部分長(zhǎng)度為l1，浸沒在水中的部分長(zhǎng)度為l2，那么從水面上斜著看下去（）A．l1看起來變短了些，l2不變 B．l1和l2看起來都不變 C．l1和l2看起來都變短了許多 D．l1長(zhǎng)度不變，l2看起來變短【解析】水上部分木條上射出的光線沿直線射入人眼，如果距離不太遠(yuǎn)，應(yīng)該看起來長(zhǎng)度不會(huì)變化；水下部分就不同了，木條上射出的光線要經(jīng)水和空氣的界面折射后才能進(jìn)入人眼，在折射時(shí)，由于折射光線遠(yuǎn)離法線，或使人覺得l2變短，選項(xiàng)ABC都不對(duì)，正確選項(xiàng)為D。故選：D。5．如圖所示，用一激光射至空水槽的O點(diǎn)，向水槽內(nèi)注入一些水，則可以看到水槽底部的光斑（）A．向左邊移動(dòng) B．向右邊移動(dòng) C．不移動(dòng) D．無法判斷【解析】光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角；當(dāng)兩者比較可知?jiǎng)傞_始向水槽內(nèi)注水，即水位低、水位升高時(shí)的光的折射的光路圖分別如B、A圖所示：兩者比較可知在注水的過程中光斑向左移動(dòng)。故選：A。6．如圖，A是水中的一個(gè)發(fā)光點(diǎn)，從A發(fā)出一條光線經(jīng)平面鏡反射后，反射光線通過B點(diǎn)，并在水面處發(fā)生折射。請(qǐng)畫出入射光線、反射光線和折射光線的大致方向?！窘馕觥浚?）作出發(fā)光點(diǎn)A關(guān)于平面鏡的對(duì)稱點(diǎn)，即為像點(diǎn)A′，連接A′B點(diǎn)交平面鏡于點(diǎn)O，沿OB畫出反射光線，連接AO畫出入射光線，如圖所示；（2）OB又斜射到空氣和水的界面時(shí)，根據(jù)光的折射定律：折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，從水斜射入空氣中，折射角大于入射角。作圖如下：7．一束光從空氣射入水中，用箭頭標(biāo)出光前進(jìn)的方向，注明入射光線和折射光線?！窘馕觥恳?yàn)榭諝庵杏袃蓷l光線，因此空氣中的兩條光線分別為入射光線和反射光線，則水中的光線一定為折射光線，根據(jù)折射光線可以確定空氣中左邊的光線為入射光線，右邊光線為反射光線。如圖所示：8．小明做了如下實(shí)驗(yàn)：照如圖那樣，讓一束光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上，可以看到一部分光線從玻璃磚的直邊上折射到空氣中，另一部分光線反射射入玻璃磚內(nèi)。在實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)折射角比入射角大，而且逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越，而且光強(qiáng)越來越弱，反射光強(qiáng)越來越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，光線就消失了，只剩下光線。小明同學(xué)繼續(xù)對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行研究，他讓光從半圓形玻璃磚直邊上射入玻璃磚，則由于折射角小于入射角，就找不到前面實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象。他把這個(gè)發(fā)現(xiàn)請(qǐng)教了物理老師，老師告訴他們這種現(xiàn)象叫做全反射。折射角變成了90°時(shí)的入射角，叫做臨界角。他又用水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，讓光從水中射向水面、再讓光從水面入射到水中，得到了同樣的結(jié)論。根據(jù)上面小明的探究和已學(xué)過的知識(shí)，請(qǐng)總結(jié)一下發(fā)生全反射的條件是：①，②?！窘馕觥浚?）當(dāng)光從玻璃中斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角，所以當(dāng)逐漸增大光的入射角，將看到折射光線離法線越來越遠(yuǎn)；當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到