初中物理人教版八年级上册第4节 光的折射精品学案设计

人教版 八年级  第四章 光现象

  第4节 《光的折射》导学案

【学习目标】

1．了解光的折射现象。

2．通过实验探究认识光的折射规律。

3．了解光在发生折射时，光路的可逆性。

4．能用光的折射规律解释生活和自然界中的一些现象。

【学习重点】：探究光的折射规律。

【学习难点】：能用光的折射规律解释光的折射现象。

【自主预习】

阅读课本第81—83页，完成下列填空：

1.光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射.

2.折射光线和入射光线、法线在同一平面；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光线从空气斜射入水或其他透明物体中时，折射光线将靠近法线；当光线从水或其他透明物体斜射入空气中时，折射光线将远离法线.

3．在折射现象中，光路可逆(选填“可逆”或“不可逆”)。

4.光线垂直两介质界面入射时，入射角等于 0° ，折射角等于 0°，即光的传播方向 不变。

5.“潭清疑水浅”是光的　折射　． “疑水浅”的意思是站在湖边向湖底看，觉得湖底比实际的 浅 一些．海市蜃楼是一种由光的 折射产生的现象。

【合作探究】

探究一：光的折射

问题：在同种均匀介质中，是沿直线传播的，如果光从一种介质进入另一种介质中，会怎么传播呢？

观察：让一束光线从空气中斜射入水中，可观察到进入水中的光线在界面处改变了传播方向，这种现象叫光的折射。

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。

光射入水中时的折射现象                                  折射的光路图

2．基本概念：“一点”、“三线”、“两角”

如图所示：（1）一点：点O为入射点(又为反射点、折射点)。

（2）三线：

①入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO；

②折射光线：光进入另一种介质被折射后的光线OB；

③法线：垂直于两介质分界面的直线 NM；

（3）两角：

①入射角：入射光线与法线的夹角∠i；     ②折射角：折射光线与法线的夹角∠r。

问题：光的反射现象及光在反射时所遵循光的反射定律。那么，光的折射现象遵循什么规律呢？

探究二：光的折射规律

提出问题：光在折射时遵循什么规律？

实验：探究光的折射规律

实验器材∶激光笔、玻璃砖、折射实验装置、水

实验要求：(1)认真观察光进入另一介质时，折射光线、入射光线和法线三者之间有什么关系？折射光线向什么方向偏折？与入射光线相比，折射光线是偏离还是靠近法线？

(2)比较折射角与入射角的大小；入射角增大（或减小）时，折射角如何变化？

(3)实验时,至少改变三次入射光线的方向，注意观察水中折射光线的方向的改变.

(4)让光垂直射向水面，折射光线还改变方向吗？此时入射角和折射角各是多少度？

探究1：光从空气斜射入水（玻璃）中，光线如何传播，如图，试着画出光可能行进的径迹。

              光射入水中时的折射现象                      光射入玻璃砖中时的折射现象

多改变几次入射光的方向，观察现象：

实验现象：（1）光从空气中斜射入水或玻璃中时，传播方向发生改变，水中的光线向法线靠近。

（2）入射光线靠近（或远离）法线，折射光线 也靠近（或远离）法线。且折射角总是小于入射角。

探究2：光从水或玻璃中斜射入空气中时, 光线如何传播.

光从玻璃中斜射入空气中时                      光从水中斜射入空气中时

实验现象：（1）光从水或玻璃中斜射入空气中时，传播方向发生改变，折射光线远离法线。

（2）入射光线靠拢（或远离）法线，折射光线 也靠（或远离）法线。且折射角总是大于入射角。

探究3：当光从空气垂直射入水中或其他介质时，观察传播方向。

实验现象：当光从空气垂直射入水或其他介质时，传播方向不改变。入射角、反射角、折射角均为0度。

探究4：光的折射的可逆性

提出问题：光反射时的光路事可逆，光的折射时光路也是可逆的吗？

让光从空气斜射半圆形玻璃砖，如图。同时逆着折射光射入另一束光，观察光在空气中的传播途径。

现象：观察到光从玻璃中射入空气中的光，逆着原入射光线方向射出。

结论：光在折射时的光路是可逆的。

实验结论：经分析与论证,。得到光的折射规律：

（1）在光的折射现象中，折射光线、入射光线和法线的位置关系是怎样的？  在同一平面 。

（2）在光的折射现象中，折射光线、入射光线分别在法线的什么位置？  两侧  。

（3）光从空气斜射入水中，折射光线将  靠近  法线（选填“ 靠近”或“远离”）， 也就是折射角_ 小于  入射角（选填“大于”“等于”“小于”）。当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射光线  远离 法线，也就是折射角大于入射角。入射角增大时，折射角也随着增大；

（4）当光垂直射向水时，传播方向 不变。

（5）在光的折射现象中，光路是 可逆的。

探究三：生活中的折射现象

1.潭清疑水浅：

清澈的池水为什么看起来比实际浅呢？

从水中S点反射的光射向水面，发生折射，光由水射向空气时，折射角大于入射角，折射光线向界面偏折。人眼逆着折射光的方向看去，感觉光就是由S′射出去的一样。S′就是S的像，我们看到的是看到的是河底的_虚_像（填实或虚）池底的像，像在河底的__上__方（填上或下），所以河底变浅了。

那么在生活中，我们就要注意池水看起来很浅，实则不浅，注意安全。

2.筷子变弯

放入水中的筷子看上去为什么向上弯折？

水中的筷子上的S点反射的光线从水中射向空气,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S′射来的，眼睛看到的是S点的虚像S′, S′在S的上方，水中的筷子每个点的虚像都比实际偏高，所以看起来筷子向上变弯了。

3.鱼在哪里？

小明和爷爷泛着小舟到湖中叉鱼，怎样才能叉到鱼？

      鱼在哪里？                          看到水中的鱼，是升高了的鱼的虚像， 

如图所示：渔民叉鱼时，看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光，在水面处发生了折射，折射光线向远离法线的方向偏折，于是看到的是变浅的鱼的虚像，所以渔民叉鱼时要朝着所看到的“鱼”下方的位置叉去，才能叉到鱼。

“想想议议”

在图中，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币.想一想，这是为什么？尝试着在家里表演这个小魔术，并向其他人解释.

分析：在未加水之前的硬币S点发出的光，因为光沿直线传播，被碗的边沿挡住，所以，人眼看不见硬币。向碗中加水后，从硬币S点射向空气的光线,在水面处发生了折射, 根据光的折射规律，折射角大于入射角,折射光线偏离法线, 但人总感觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′射来的，眼睛看到的是S点的虚像S′， S′在S的上方，所以看起来硬币升高，其实，人看到的只是硬币的虚像.

海市蜃楼

成因：海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比上面的低。空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气稀薄。来自地平线以下远处物体的光，本来不能到达观察者的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空气的疏密不同而发生弯曲，逐渐弯向地面(如图所示)，进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去，就看见了远处的物体所形成的虚像。

【精讲点拨】

1．折射角随入射角的增大而增大，但不成正比，叙述时应先说折射角后说入射角.

2．无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角总是大于在水或是其他介质（真空除外）中的角.

3．人眼看见物体是有光射入人的眼中，不要将箭头画成由眼向外的方向，人的眼睛本身并不发光，要作射入人眼的光线.

4．两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置，一条延长线无法确定位置.

5．折射时看到的像是虚像，且虚像总是在实像的正上方。

【归纳整理】

【当堂练习】

 1.（2020株洲市）2020年6月21日下午15：40，某同学观察到太阳出现了如右图所示现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，您认为下列哪个原理可以最合理解释这一现象（　　）

A. 光的反射 B. 光的直线传播 C. 光的折射 D. 无法确定

【答案】B

【解析】出现如图所示的现象，太阳被月亮遮挡住了一部分，这是由于光的直线传播，挡住的部分没有光线，呈现一片黑，而边缘没有挡住，可以看到光。故选B。

2.（2020 湖北宜昌市）如图所示的光现象中，可用光的反射原理解释的是（  ）

A. 墙上手影“孔雀” B. 水中“折笔” C. 湖面“月影” D. 树荫下“光斑”

【答案】C

【解析】A图中墙上“孔雀”是手的影子，是光沿直线传播形成的，故不符合题意；B图中水中“折笔”是光的折射现象，故不符合题意；C图中湖面的“月影”是平面镜成像，水面相当于平面镜，是光的反射现象，故符合题意；D图中树荫下的“光斑”，是光沿直线传播的小孔成像，故不符合题意，故选C．

3.（2020随州市）2020年6月21日，我国多地观测到了日环食的天文奇观。以下现象中与形成日环食的“光学”成因相同的是（　　）

A. 水中的倒影 B. 树荫下的光斑

C. 雨后的彩虹 D. 海市蜃楼的奇景

【答案】B

【解析】日环食形成的原因是光的直线传播；

A． 水中的倒影，属于平面镜成像，是由于光的反射形成的现象，故A不合题意；

B． 树荫下的光斑是小孔成像，是光的直线传播形成的，故B符合题意；

C． 雨后的彩虹是光的色散现象，是光的折射形成的，故C不合题意；

D． 海市蜃楼，是光的折射现象，故D不合题意。故选D。
4.（2020湖北鄂州）以下描述中与光的直线传播现象有关的是（　　）

A. 形影相随 B. 海市蜃楼    C. 对镜贴花黄 D. 水中捞月一场空

【答案】A

【解析】形影相随指影子随着物体移动，是光的直线传播；海市蜃楼是由于光的折射现象；对镜贴花黄指人对着镜子梳妆打扮，水中捞月是平面镜成像，均是光的反射现象，A符合题意，BCD不符合题意。故选A。

5.（2020 牡丹江、鸡西地区朝鲜族学校）如图所示的光现象中，由于光的折射形成的是（      ）

A. 手影

B. 桥在水中“倒影”

C. 钢笔“错位”

D. 景物在凸面镜中成像

【答案】C

【解析】A．在墙上的 “手影”，是光的直线传播形成的，故A错误；

B．桥在水中形成“倒影”，是水面成像，属于光的反射现象，故B错误；

C．钢笔“错位”，属于光的折射现象，故C正确；

D．景物在凸面镜中成像，可以扩大视野，是凸面镜成像，属于光的反射现象，故D错误。

6.（2020吉林省）漫步湖边，看到水中的“鱼儿”，是由于光的______形成的______像。

【答案】    (1). 折射    (2). 虚

【解析】[1][2]漫步湖边，看到水中的“鱼儿”，是由于光从水中进入空气中发生了折射，而形成的鱼的虚像。

7.（2020湖北荆州）洪湖介于荆州的洪湖市和监利县之间，是中国第七、湖北第一大淡水湖。如图，小华和爷爷在洪湖划船观光时，惊喜地发现水面下有游动的鱼。“鱼”是光的______形成的虚像。桨划水时发出声音，这声音主要是由桨和水的______产生的，由______传入人耳。

【答案】    (1). 折射    (2). 振动    (3). 空气    

【解析】[1]水面上的人看到水面下有游动的鱼,是由光的折射形成的虚像。

[2]声音是由物体振动产生的，桨划水时发出声音主要是由桨和水的振动产生的。

[3]水面上的人听的声音是由空气传入人耳的。

8.（2020 黔东南州）如图所示，一束光线从空气射入水中，在空气和水的分界面上同时发生反射和折射。请在图中作出反射光线，并作出折射光线的大致方向。

【答案】

【解析】以入射光线与水面的交点为入射点，过入射点做法线，根据反射角等于入射角的规律在法线右侧的空气中作反射光线；根据光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角的规律在法线右侧的水中作折射光线，如图所示：

    【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。