物理八年级上册第四章 光现象第4节 光的折射学案
展开彩虹是怎么产生的
彩虹是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半
空中的雨点,光线被折射及反射,在天空上形成拱形
的七彩光谱。彩虹七彩颜色,从外至内分别为赤、橙
、黄、绿、蓝、靛、紫。
那么,如此漂亮的彩虹是怎样形成的呢?
原来,彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不用的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈,形成我们所见到的彩虹。形成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时在折射一次。
经常见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气易被看到。在晴朗的天气下背对阳光在空气中洒水或喷洒水雾,也可以人工制造彩虹。彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄受空气里水滴的大小影响。空气中的水滴大,彩虹就鲜艳,也比较窄;反之,水滴小,彩虹就淡,也比较宽。我们面对太阳是看不到彩虹的,只有背着太阳才能看到彩虹。所以,早晨的彩虹出现在西方,黄昏的彩虹总在东方出现,但我们看不见,只有乘飞机从高空向下看。彩虹的出现于当时天气变化相联系,一般我们从彩虹出现在天空的位置可以推测当时会出现晴天或雨天。东方出彩虹时,本地下雨的可能性较小,而西方出彩虹时,本地下雨的可能性却很大。
那么,为什么每次彩虹往往出现在夏天的雨后呢?因为夏天常常下阵雨,雨的范围不大,往往是这边的天空在下雨,那边天空仍出太阳,这时候雨后的天空中还漂浮着许多小水滴,当太阳光透过这些小水滴时,经过折射作用,天空中就出现了美丽的彩虹。
一、光的折射
为什么铅笔看起来“折断”了呢?
1.1.光的折射现象:光从一种介质 另一种介质时,传播的方向发生偏折,这种现象叫做光的折射现象。
2.光的折射现象中的相关的物理名词,如图所示。
3.光的折射定律
(1)在光的折射中,三线共面,法线居中;
(2)垂直入射时,折射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变;
(3)折射角随入射角的增大而增大;
(4)当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生;
(5)从一种介质看另一介质中的物体,所看到的都不是物体本身,(从岸上看到水中的物体,物体变浅;从水中看岸上的物体,物体变高),而是看到比实际位置 的 像。
例题1
如图所示的四种现象中,属于光的折射现象的是( )
A.河底石块看起来变浅B.世博会中国馆的灯光
C.廊桥在水面出现“倒影”D.射击瞄准要“三点一线”
例题2
小明在一只空碗中放一枚硬币,后退到某处眼睛刚好看不到它。另一位同学慢慢往碗中倒水时,小明在该处又看到硬币。这种现象可以用下列哪个光路图来解释( )
A. B. C. D.
例题3
一束光线AO与水平方向成30°角斜射到平静的水面上。
(1)在图中画出入射光线AO的反射光线OB;
(2)在图中画出入射光线AO的折射光线OC的大致方向。
变式1
射水鱼又称高射炮鱼,它有非常独特的捕食本领,当搜索到停歇在水面附近树枝、草叶上的猎物后,会选择合适的角度,瞄准目标,从口中喷射出一股1m多高的水柱,将小虫击落水中吃掉。根据你学过的光学知识判断,它在水中向小虫喷水时,喷射的方向应该是( )
A.对准看到的小虫 B.对准看到小虫的上方
C.对准看到小虫的下方 D.对准看到小虫的右方
变式2
在一个晴天的午后,小明陪同妈妈到湖边散步,看见水中的鱼在“云”里欢快的游动,小明看到的鱼是光 ________形成的________(选填“实”或“虚”)像,水中的“云”是光________形成的 ________(选填“实”或“虚”)像,母子俩感觉热了到湖边树荫下乘凉,发现地面上有很多圆形光斑,这是由于光________形成的太阳的______(选填“实”或“虚”)像。
变式3
如图所示,人眼在A点观察到水中的点光源S所成的像处于B点位置,请画出人眼观察到像的光路图。
二、光的色散
太阳发出的光,照亮了地球,使万物生辉。17世纪以前,人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年,类国物理学家牛顿用玻璃三棱镜“分解”了太阳光,这才揭开了光的颜色之谜。彩虹就是太阳光在传播中遇到空气中的水滴,经反射、折射后的现象。
1.实验过程:让一束白光射到三棱镜上,经三棱镜折射后,在光屏上出现一条不同颜色一次排列的彩色亮带,自上而下依次为 ,若让这条彩带在通过另一个三棱镜,又变成一束白光。人们发现,把红、绿、蓝三种色光按不同的比例混合后,可以产生各种颜色的光,因此把红、绿、蓝叫做色光的三原色,如彩色电视机的画面就是由三原色光混合而成的。
实验结论:
(1)白光不是单色光,是由各种单色光组成的;
(2)不同单色光通过三棱镜偏折不同,红光偏折程度 ,紫光偏折程度 。
2.红外线:位于红光外,一切物体都在辐射和吸收红外线。
(1)特点:热作用强,穿透性强;
(2)应用:红外线夜视仪,遥控器。
3.紫外线:在光谱的紫光以外,一种看不见的光。
(1)特点:化学、生理作用强,荧光效应;
(2)应用:促进人体钙的吸收、杀菌)
4.物体的颜色:(1)透明体的颜色是由通过它的色光决定的;
(2)不透明体的颜色是由它反射的色光决定的。
例如:①红色的花是因为白光照射在花上,花吸收其他颜色的色光,只反射红光被人眼接收;
②蓝色的眼镜片只能够让蓝色光穿过,所以人带蓝色眼睛只会看到蓝色或者黑色(没有颜色)。
例题4
在学校举办的元旦晚会上,为了追求更好的舞台效果,将舞台调暗,当只用红光照在穿白色上衣、蓝色裙子的演员身上,同学们将会看到她( )
A.全身黑色B.全身红色
C.上衣呈红色,裙子呈黄色D.上衣呈红色,裙子呈黑色
例题5
星期天,小明约小刚逛公园,在游玩时,他俩从物理的光学角度讨论起了下列问题。
(1)太阳光通过三棱镜后被分解成七种颜色的光,这种现象叫做光的___________现象。
(2)利用_________可以使荧光物质发光的性质,可以检验钞票的真伪,_______的热效应最显著。
(3)阳光下,小明看见自己在地面上留下了影子,可以用光的 ___________知识来解释,看见公园中红色的花朵,是因为花朵_______(选填“反射”、“吸收”)红色光的缘故。
(4)来到湖边,小刚看见湖水中的鱼在蓝天白云间游弋,看见的鱼是光的____________ 形成的像。
(5)蜻蜓在平静的水面上空飞行,蜻蜓在水中的“倒影”是它的______像(选填“虚”、“实”),蜻蜓距水面lm,他们看到“倒影”紧贴河底,则河底实际深度_______(选填“大于”、“等于”、“小于”)1m,蜻蜓飞到地面上空却看不到倒影,因为光在地面上发生了_________反射(选填“漫”、“镜面”)。
变式5
在一张白纸上用红色水彩笔写上红色的“E”字。当你通过红色玻璃观察写在这张白纸上的“E”字时,观察到的现象是( )
A.清晰的红色“E”字B.几乎看不出“E”字
C.清晰的红底白色“E”字D.清晰的黑色“E”字
变式6
一束红光从AO射向三棱镜,如图所示。
(1)在如图中画出光在三棱镜左表面的反射光,此时反射角=_________。
(2)在如图中标出光在玻璃砖中的折射角r。
(3)若分别把四种不同颜色的光都沿AO射向三棱镜,光从三棱镜射出后颜色不变。则符合上述要求的入射光有_______________________(选填:“白光”、“黄光”、“绿光”或“蓝光”)。
达标1
关于下列四幅图中涉及的知识,下列说法正确的是( )
A.声呐利用次声波探测鱼群
B.汽车导航仪利用超声波导航
C.验钞机利用荧光物质在紫外线照射下能够发光的原理工作
D.夜视仪通过其自身发出的红外线来识别温度不同的物体
达标2
世博会中国馆的外观是漂亮的中国红如图,下列有关说法正确的是( )
A.我们看到红色的柱子,是因为柱子吸收了红光
B.从各个角度能看到红色的柱子是镜面反射现象
C.晚上用绿光照射柱子时,柱子呈现黑色
D.晚上用各种颜色的光照射柱子时,柱子能呈现各种颜色
达标3
平静的湖面上映出天上的白云,一个同学说:“快看,鱼在云里游呢。”她看到的“云和鱼”实际上是( )
A.云是像,鱼是实物 B.云是虚像,鱼是实像
C.云和鱼都是实像 D.云和鱼都是虚像
达标4
仔细观察光的色散实验,图中的光路示意图正确的是( )
达标5
一束光射向处于空气中的一块玻璃砖。如图所示画出了这束光进入玻璃和离开玻璃后的径迹,其中正确的是( )
B. C. D.
达标6
潜水者看岸边的观光者,看到的是_______(选填“变矮”或“变高”)的_____(选填“实像”或“虛像”),观光者发现B处有一块鹅卵石,若想从A处发射激光照到鹅卵石上,则激光应射向_______(选填“B点”、“B点上方”或“B点下方”)。
达标7
在一个晴天的午后,小明陪同妈妈到湖边散步,看见水中的鱼在“云”里欢快的游动,小明看到的鱼是光________形成的________(选填“实”或“虚”)像,水中的“云”是光 ________形成的 ________(选填“实”或“虚”)像,母子俩感觉热了到湖边树荫下乘凉,发现地面上有很多圆形光斑,这是由于光 ________形成的太阳的________(选填“实”或“虚”)像。
达标8
如图,一束光从空气射到水面O点,反射光线在容器壁上形成一光点A。
(1)画出反射光线及对应的入射光线;
(2)大致画出该入射光线进入水的折射光线;
(3)A在水中的像到A的距离为____________cm。
达标9
某同学在做探究光的折射特点实验,如图是光从空气射入水中时的光路。实验中发现,入射光线、折射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。通过实验还得到如下数据:
(1)分析表中数据,可得出结论:
①光从空气斜射到水面时,将同时发生光的________和________现象;
②光从空气斜射到水面时,折射角随入射角的变化关系是:入射角增大,折射角________(选填“增大”、“减小”),且折射角总________(选填“大于”、“等于”或“小于”)入射角。当光从空气垂直射到水面时,反射角等于________度。
(2)请你对该同学通过上述探究实验得出光的折射特点的过程作出评价。
是否存在不足?答:________(选填“是”、“否”);
请简要说明理由: 。
练习1
没有三棱镜,可用如图所示的装置来进行太阳光的色散实验,在深盘中盛一些水,盘边斜放一个平面镜。使太阳光照射在平面镜上,并反射到白纸上,以下说法正确的是( )
A.在白纸上看到不是彩色的光带,而是白色一片
B.在白纸上看到红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的彩色光带
C.若用红纸,则在红纸上也会看到彩色光带
D.若用绿纸,则在绿纸上看到除绿光外的其他颜色的光
练习2
下列图中光与光学现象的描述或解释正确的是( )
A.甲图中,物体通过小孔成的是倒立的虚像
B.乙图中,桥在水中的“倒影”可用光的反射来解释
C.丙图中,白光通过三棱镜会发生色散,紫光外侧的不可见光具有热效应
D.丁图中,发生漫反射后的光线杂乱无章不遵循光的反射定律
练习3
如图甲是2018年1月31日沈阳奥体中心地区观测到的超级月全食,月食是由于光的 形成的,图乙是在浑南三路拍摄到的彩虹,彩虹属于光的_____现象。
练习4
有时打捞较小的漂浮物时,从水面上方寻找不易,派遣潜水员在水底下观察,并用高亮度的照明灯指示漂浮物的位置。如图是该潜水员照亮漂浮物A时的情景,发现水底也有一个亮斑B,请画出该照明灯的光路传播情况。
练习5
如图 AO 表示从空气斜射向平行玻璃砖上表面的一束光,请大致画出这束光通过玻 璃砖的光路图。
入射角
0°
15°
30°
45°
60°
反射角
0°
15°
30°
45°
60°
折射角
0°
15°
221°
35.4°
40.9°
初中物理人教版八年级上册第1节 温度学案及答案: 这是一份初中物理人教版八年级上册第1节 温度学案及答案,共12页。
初中人教版第1节 光的直线传播学案设计: 这是一份初中人教版第1节 光的直线传播学案设计,共12页。学案主要包含了光的反射等内容,欢迎下载使用。
人教版八年级上册第3节 平面镜成像学案设计: 这是一份人教版八年级上册第3节 平面镜成像学案设计,共11页。学案主要包含了平面镜成像,平面镜成像作图等内容,欢迎下载使用。