2020八年级物理上册光的折射

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2020八年级物理上册光的折射

光的折射 ‎【学习目标】‎ ‎1.知道光的折射现象,体验折射引起的错觉;‎ ‎2.理解光从空气射入水中或其它介质中时的偏折规律;‎ ‎3.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。‎ ‎【要点梳理】‎ 要点一、光的折射现象 ‎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、基本概念: ‎ 概念 定义 图示 入射光线 照射到两种介质分界面的光线AO 折射光线 光进入另一种介质被折射后的光线OB 法线 过入射点且垂直于分界面的直线 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 ‎3、日常现象:‎ ‎(1)筷子“弯折”;(2)池水变浅;(3)海市蜃楼。‎ ‎ ‎ 要点诠释:‎ ‎1、光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是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介质里传播速度不同,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。如下图所示:‎ ‎2、在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。‎ ‎3、光从一种介质垂直射入另一种介质时,它的传播方向不会发生改变。‎ 要点二、折射的特点 ‎1、光的折射特点:‎ ‎(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面上;(三线一面)‎ ‎(2)折射光线和入射光线分别位于法线两侧;(两线分居)‎ ‎(3)入射角增大(或减小)时,折射角也随着增大(或减小); (4)光垂直照射时,折射角等于零。‎ 5‎ ‎2、两角关系: (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。‎ ‎(4)注意无论是折射角还是入射角,在空气中的角总是较大的。‎ 要点诠释:‎ ‎1、光斜射到两种介质的分界面时,光的传播方向发生了偏折;但是光垂直照射到两种介质的交界面时,入射角为零度,折射角为零度,光还是沿直线传播。‎ ‎2、光的折射看到的是物体的虚像。‎ ‎【典型例题】‎ 类型一、光的折射 ‎1.一光线由空气斜射入水中,入射角为30°,在水面上同时产生反射和折射,此时折射光线和反射光线之间夹角一定(  )‎ A.小于30° B.大于30°小于60° C.大于60°小于120° D.大于120°小于150°‎ ‎【答案】D ‎【解析】由于入射角为30°,所以反射角也等于30°,由此可知反射光线与水面的夹角为60°;光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角,即折射角小于30°,那么折射光线与水面的夹角就大于60°,且小于90°。所以反射光线和折射光线的夹角最大要小于150°,最小要大于120°。‎ ‎【总结升华】题目考查了光的反射和光的折射两个知识点。解题时要明确入射光线、反射光线、折射光线三者之间的位置关系,根据光的反射规律和折射规律确定反射光线与水面、折射光线和水面的夹角。‎ 举一反三: 【变式】如图所示,OA是光从水中斜射入空气中时的一条反射光线,OA与水面夹角为60°。下列关于入射角α、折射角β的说法中正确的是(  )‎ A.α=60°、β>60° B.α=60°、β<60° C.α=30°、β>30° D.α=30°、β<30°‎ ‎【答案】C ‎2.地球周围的大气层密度是不均匀的,越到高空越稀薄,太阳升起时太阳光穿过大气层时要发生 。因此,早晨我们看到初升的太阳是在它实际位置的 (填“上方”“下方”或“原位置”)而形成的 (填“实像”或“虚像”)。‎ ‎【思路点拨】根据光只有在同种均匀的介质中才沿直线传播,在不均匀的介质中传播路径会发生偏折;太阳光从稀薄的空气射入稠密的空气中时,折射光线向靠近法线来解答此题。‎ ‎【答案】折射;上方;虚像 ‎【解析】太阳光从太空进入大气层时,由于大气层的密度是不均匀的,会发生折射,折射光线靠近法线,我们逆着折射光线的方向看,看到初升的太阳比实际位置变高了的虚像,所以当我们看到太阳刚升起时,它的实际位置还在地平线以下,如下图所示。‎ 5‎ ‎【总结升华】此题主要考查光的折射产生的自然现象,要会用物理知识解释自然现象。学习物理一定要密切的联系生活;要将学到的知识应用到生活中去。‎ 举一反三: 【变式】如图所示,空杯底部放一枚硬币,移动杯子,使眼睛刚刚看不到硬币,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢向杯子里倒水,随着水面升高,将会看到 ,这是由于光线由水斜射入空气时,折射角 入射角。‎ ‎【答案】硬币;大于 类型二、综合应用 ‎3.某校新建成一个喷水池,在池底的中央安装一只射灯。池内无水时,射灯发出的一束光照在池壁上,在S点形成一个亮斑,如图所示。现往池内注水,水面升至a位置时,站在池旁的人看到亮斑的位置在P点;如果水面升至b位置时,人看到亮斑的位置在Q点,则(  )‎ A.P点在S点的下方,Q点在S点的上方 B.P点在S点的上方,Q点在S点的下方 ‎ C.P点在S点的上方,Q点在S点的上方 D.P点在S点的下方,Q点在S点的下方 ‎ ‎【思路点拨】(1)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播,从一种介质进入另一介质时,光的传播方向发生改变,产生折射现象;(2)水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;(3)水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。‎ ‎【答案】A ‎【解析】(1)往池内注水,水面升至a位置时,发生折射,根据折射定律,P点如下图所示:‎ 5‎ ‎ (2)水面上升至b位置时,光线先在水池壁反射,再折射出水面,根据反射定律和折射定律,Q点如下 图所示:‎ 通过画图可知:P点在S点的下方,Q点在S点的上方。‎ ‎【总结升华】题目重点考查的是作反射光线和折射光线,理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键。水面升至a位置时,光从水斜射入空气中时,入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向;水面上升至b位置时,光线先在水池侧壁发生反射,反射角等于入射角,反射光线再从水中斜射入空气里发生折射,折射角大于入射角。‎ 举一反三: 【变式】图中的A、B两架飞机,一架是实际飞机,一架是从潜水艇上观察到的该飞机的像,则: ‎ ‎(填字母)是实际飞机,并作光路图示意。‎ ‎【答案与解析】如图飞机的光线由空气中斜射入水中时,在水面上发生折射,折射角小于入射角,折射光线进入潜水艇观察者眼里,观察者逆着折射光线的方向看去,就会觉得飞机变高了,所以B架是实际飞机,A架是飞机的像。‎ 类型三、实验探究 ‎4.研究光进入玻璃和从玻璃进入空气时的传播规律。选用如图的圆盘形量角器作光屏,半圆形玻璃砖及激光器等器材。‎ 实验步骤如下:‎ ‎①将半圆形玻璃砖放在标有角度的圆盘上,使二者的圆心重合;‎ 5‎ ‎②如图甲,将一束激光从A射向圆心O,激光在O处发生折射,射向B;读出入射角和折射角的大小,入射角大小为 度,折射角大小为 度;‎ ‎③减小入射角再次实验,如图乙,从实验现象中可以得出的结论是 ,采用半圆形玻璃砖来进行实验的一明显的好处是 ;‎ ‎④根据光路可逆原理,如果让光从半圆表面斜射入玻璃中,可能发生的情况是 ,此时一组可能的任意的入射角和折射角是: 度; 度。‎ ‎【答案与解析】②入射角为AO与OO法线的夹角,此夹角为:45度;折射角为BO与OO法线的夹角,此夹角为:30度;故答案为:45度,30度。‎ ‎③由图可知,当光线垂直于界面入射时,折射方向不变,故答案为:当光线垂直于界面入射时不发生折射;‎ 因半圆形的玻璃砖截面是水平的,便于测量角度的大小;故答案为:便于测量角度的大小。‎ ‎④因当光从水中或其它介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,故答案为:折射角大于入射角或完全被反射回来;30度;45度。‎ ‎【总结升华】总结光的折射规律的能力。光从空气斜射入其它介质时的折射规律,折射角小于入射角,并且折射角随入射角的增大而增大。‎ 举一反三: 【变式】小刚同学探究光从空气射入不同介质发生折射时的一些规律,他将一束光从空气射入水、玻璃后发生折射的实验数据记录于下表:‎ ‎(1)分析第1次的实验数据,结论是: 。‎ ‎(2)分析第2次至第4次的某次实验数据,结论是:光从空气斜射入水、玻璃中,当入射角一定时,‎ ‎ 。‎ ‎(3)分析第2次至第4次的实验数据的变化,结论是:光从空气斜射入水、玻璃中时, 。‎ ‎【答案】(1)光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时,传播方向不变;‎ ‎(2)在玻璃中的折射角总是小于水中的折射角;‎ ‎(3)折射角总是小于入射角。‎ 5‎
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