物理八年级上册第4节 光的折射教案

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.理解光在发生折射时，光路的可逆性；

4.会利用光的折射规律解决简单的物理问题。

5.知道光的色散现象、色光的三原色、颜料的三原色；

6.掌握透明物体与不透明物体颜色的决定因素；

7.利用色散知识解释常见现象。

【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

2、   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：

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、光的折射规律

1、  光的折射规律：

（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居法线两侧；（两线分居）

（3）光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；

（4）入射角增大时，折射角也随着增大；
2、在光的折射现象中光路是可逆的。

要点诠释：
1、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）光从空气斜射入水中或其他介质中时，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。
2、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。

要点三、光的色散

色散：牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。

要点诠释：

1、   光的色散说明白光是由色光混合而成的。彩虹是太阳光传播过程中被空气中的水滴色散而产生的。

2、   一束太阳光照到三棱镜上，然后从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光，这一现象的产生是因为光

线由空气进入三棱镜后，发生了光的折射，不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。

要点四、光的三原色和颜料的三原色

1、色光的三原色：红、绿、蓝。三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光，其中也包括白光。

2、颜料的三原色：品红、黄、青。三种颜色颜料按不同比例混合能产生各种颜色，其中也包括黑色。

3、光的三原色与颜料的三原色的混合规律：

要点诠释：

色光混合一般是由光源直接发出的。多一种颜色就使光线更加明亮，所以复色光的亮度要大于单色光的亮度。如彩色电视机画面上的丰富的色彩，就是由三原色光按照不同的亮度混合而成。

要点五、物体的颜色
1、透明物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

1、  不透明物体的颜色：不透明物体只反射与此物体颜色相同的光，而吸收其他颜色的光。因此

不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

要点诠释：

1、   无色：如果透明物体通过各种色光，那么它就是无色的，如：空气、水等能通过各种色光，它们是

无色的。

2、白色、黑色：如果不透明物体能反射各种色光，那么它是白色的，如：白纸、牛奶、白色光屏等反射各种色光，它们是白色的。如果不透明物体几乎吸收各种色光，那么它就是黑色的，如：黑板、黑色皮鞋等吸收各种色光，几乎没有反射光线进入眼睛，所以看起来是黑色的。

3、光是一种波，不同颜色的光的波长不同，依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，它们的波长依次变短。

4、大气对光的散射，波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。雾灯的光不应该被空气散射，这样才有较强的穿透作用，才能让更远处的人看到。雾灯选择不易被空气散射，人眼比较敏感的黄光。

5、天空是蓝色的是因为大气对太阳光中波长较短的蓝光散射的较多。

要点六、红外线 紫外线

1、光谱：把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来，就是光谱，这是可见光谱。

2、红外线：在光谱上红光以外的部分，也有能量辐射，不过人眼看不到，这样的辐射叫红外线。

3、紫外线：在光谱的紫光以外，也有看不见的光，叫紫外线。

要点诠释：

1、红外线的特点及应用：

（1）红外线的主要特征是热作用强，可以用来加热食品、浴室的暖灯、红外线理疗仪等。

（2）红外线穿透云雾的能力也比较强，使用对红外线敏感的底片可进行远距离高空摄影、也可以在没有光线的夜间摄影、红外线遥感仪等。

（3）红外线还可以用来遥控，电视机的遥控器。

2、紫外线的特点及应用：促进钙质吸收、杀死微生物（紫外线灯杀菌）、荧光物质发荧光。

【典型例题】

类型一、光的折射

1.一束光线斜射到两种透明介质的界面上，光线与界面的夹角为20°，反射光线与折射光线恰好垂直，则入射角和折射角分别是（　　）

A．20° 70°    B．20°  20°   C．70°  20°    D．70°  70°
【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°

2.如图是小明和爷爷一起坐船在河中插鱼的情景，小明站在船上看到河水中的鱼比鱼的实际位置要      （选填“深”或“浅”）些，这是由于光从     中射向      时发生折射的缘故。

【变式】湖边水中浸没的石块，看起来比实际位置      （选填“浅一些”或“深一些”），这是由于光           （选填“从空气斜射入水中”或“从水中斜射入空气”）时发生折射，折射角     （选填“大于”、“等于”或“小于”）入射角的缘故。

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

【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。

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；

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。

【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，               。

类型四、光的色散

5.太阳光通过三棱镜后，被分解成了各种颜色的光，这说明（　　）

A．太阳光是由各种色光混合而成的             B．三棱镜中有各种颜色的小块

C．三棱镜具有变色功能                       D．三棱镜可以使单色光变成多色光
【变式】今年5月17日中午，我市部分市民看到了太阳周围出现-个七彩“光环”，如图所示，这就是“日晕”。这种天象形成的重要原因是阳光通过无数小冰晶后发生了色散，其中各色光按红、橙、黄、

  、蓝、靛、紫的顺序依次排列，说明了阳光是      （填“单色光”或“复色光”）。

6.（多选）关于光现象，下列说法错误的是（　　）

A．用磨砂玻璃做教室的黑板是为了克服漫反射

B．看到池子里的水深比实际的浅是由于光的折射所致

C．雨后天空出现彩虹是由于光的反射形成的

D．光的色散现象说明彩色光是由白光组成的

类型五、物体的颜色

7.五一佳节，在常州紫荆公园月季花展上，小明将红色滤色镜（即红色玻璃）挡在照相机镜头前给一株绿叶黄花的月季拍照，照片上该花卉的颜色是（　　）

A．绿叶黄花       B．黑叶红花            C．黑叶黑花           D．红叶红花
【变式】在没有任何其他光照的情况下，舞台追光灯发出的绿色光照在穿白上衣、红裙子的演员身上，观众看到她（　　）

A．全身呈绿色                 B．上衣呈绿色，裙子不变色

C．上衣呈绿色，裙子呈紫色     D．上衣呈绿色，裙子呈黑色

8（多选）下列哪种情况是利用紫外线特征工作的（　　）

A．电视机遥控器前端的发光二极管    B．钞票或商标的防伪标志

C．步枪瞄准器上的夜视仪            D．医院手术室里用于灭菌的消毒灯

【变式】广告公司在拍摄水果广告时，为了追求某种艺术效果，在暗室里用红光照射装在白色瓷盘中的红色苹果及黄色香蕉．站在旁边的摄影师将看到（　　）

A．苹果呈黑色，瓷盘呈白色，香蕉呈黑色    B．苹果呈红色，瓷盘呈黑色，香蕉呈黑色

C．苹果呈黑色，瓷盘呈红色，香蕉呈红色    D．苹果呈红色，瓷盘呈红色，香蕉呈黑色

【巩固练习】

一、选择题

1.下列现象属于光的折射的是（　　）

A．通过潜望镜观察海面上的船只        B．观察楼房在水中的倒影

C．从水中看岸上的物体比实际位置高    D．在路灯下出现了人的影子

2. 水边有一个竖立的标杆，水面下的游泳者看到标杆位置与实际位置相比（   )

A．一样高          B．偏低           C．偏高             D．无法判断

3. 一束光线从玻璃斜射入空气，如果折射角不断地增大，则入射角一定（　　）

A．保持不变         B．逐渐变大        C．逐渐变小         D．无法断定

4.下列叙述中的“影”，属于光的折射现象的是（　　）

A．立竿见“影”   B．形“影”不离    C．湖光倒“影”    D．毕业合“影”

5.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

6. 如图是色光三原色示意图，图中区域1、区域2分别应标颜色是（　　）

A．绿色、白色     B．黄色、白色     C．绿色、黑色     D．黄色、黑色

二、填空题

7.有经验的渔民在用叉子叉鱼时，常常将叉子对准所看到的鱼的       方扔叉子，因为看到的鱼只是鱼的       像，位于实际鱼的        方。

8.早晨一束阳光从空气中斜射入某液体中，在液面上发生反射和折射，入射光线与液面成30°反射光线恰好与折射光线垂直，则折射角为      ，随着时间的推移，从早晨到中午，折射角将       （选填“增大”、“不变”或“减小”）。

9. 如图所示，MN是两种均匀介质的分界面，已知两种介质中其中一种是空气，一光线从A介质入射到B介质，则折射角大小等于       ，其中       介质是空气。

10. 你能解释“坐井观天，所见甚小”吗？请你在图中用光学知识画图说明．若井中有水，井底青蛙的位置不变，由于         ，青蛙观察到的井上范围将       （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

11.    、     、     叫色光的三基色，利用这三种色光可以混合出不同色光，复色光的亮度比任何一种单色光的亮度要亮。

12. 太阳通过玻璃三棱镜后，被分解成各种颜色的光，这种现象叫做光的    。如图，在棱镜和白屏之间放上一块透明的蓝色玻璃，则白屏上呈现    色光。

三、作图与实验探究

13. 为什么从斜上方看水中的硬币，看到的硬币比实际位置浅?画图说明。

14. 在探究“光从空气斜射人水和油时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验方案：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置（如图所示）；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论。经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验。

（1）要实现探究目标，他们应选择图中的       （选填字母序号）两图实验；

（2）实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，这样做的目的是为了                    。

（3）某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油时，             对光的偏折本领较大。

【当堂检测】

1.关于光现象，下列说法中不正确的是（　　）

A．白光通过棱镜发生色散现象，说明白光是由色光组成的

B．岸边景物在湖水中形成倒影，是由于光的反射形成的

C．斜插入水中的筷子好像在水面处发生弯折，是由光的折射形成的

D．能从不同方向看见不发光的物体，是由于光在其表面发生了镜面反射

2.戴蓝色眼镜看白纸，白纸变为蓝色，这是因为 (    )

A．白纸反射出的光通过眼镜，被眼镜染上了蓝色       B．白纸只能反射蓝色的光

C．眼镜挡住了白纸反射光中的蓝光                   D．眼镜只能透过白纸反射光中的蓝光

3.用放大镜观察彩色电视荧光屏，荧光屏上呈现各种颜色元素，这些元素都是由三种基本色光混合而成的，这三种基本色光是（　　）

A．红、橙、黄             B．黄、绿、蓝             C．橙、靛、紫           D．绿、红、蓝

二、填空

4.如果物体反射所有色光，则物体是       色的；如果物体吸收所有色光，物体是       色的，如果物体透过所有色光，物体是      的。

5.红色光与绿色光混合的颜色是      ，红色颜料与黄色颜料混合的颜色是      。

6.教室里有一盆花卉，红色的花、绿色的叶、白色的花盘。放在遮光良好的暗室中，用与花色相同的红光照明，看见的是      花、      叶、      花盘。

三、简答与实验探究

7.李鑫同学为了研究不同颜色物体的吸热本领，做了以下实验：将质量、温度都相同的水分别倒人两个相同的奶瓶中，两瓶中都插入温度计以便随时观察瓶中水的温度变化，然后分别用白纸和黑纸将瓶子包起来，再将两个瓶子都放在阳光下，每隔3min观察一次瓶中水的温度，记录两瓶中水的温度变化情况，如下表所示：

请你根据实验数据进行分析，可以得出的结论是：                               ；这个结论在日常生活中应用的事例有（举一个事例）：                                                       。

8.下面是对太阳光发生色散现象的探究实验

实验一：用平面镜引入一束日光，通过狭缝照到三棱镜上，如图所示。调整棱镜的方位，在白色光屏上可以看到白光通过棱镜折射后得到的彩色光带。把白纸放在棱镜前，让学生看到照到棱镜上的光是白光，由此得知白光通过棱镜折射后分解成各种颜色的色光。

实验二：在狭缝前放置红色玻璃（或蓝色玻璃），用白纸显示出照在三棱镜上的光是红光（或蓝光）；通过三棱镜后，光改变了传播方向，但不分解，仍然是红光（或蓝光）。

问题：

（1）你认为太阳光通过棱镜后在光屏上得到了七色光是因为      

A.太阳光中含有七色光，由于光的折射，通过棱镜后各色光分散开了

B．棱镜中含有七色光，有太阳光通过时各色光分散出来

（2）你得到（1）中答案的根据是什么？

（3）由实验现象可以看出各色光通过棱镜时，哪种光的偏折最大？哪种光的偏折最小？太阳光发生色散的原因是什么？

（4）实验中，为什么要让太阳光先通过一个狭缝再射到棱镜上？

【家庭作业】

1.过量的太阳照射对人体有害，轻则使皮肤粗糙，重则引发皮肤癌，这是因为太阳光中含有哪种光所造成的（　　）

A．红外线       B．X光线        C．紫外线      D．γ光线

2.当光从空气射入水中，入射角为40°，则折射角可能为（　　）

A．30°   B．40°   C．50°    D．60°

3. 如图所示的军事观察孔，图中的虚线表示空气孔的观察范围，现在在孔中嵌入玻璃砖后，观察的范围将（    ）

A.变大          B.变小             C.不变               D.无法确定

4. 小王在河边玩耍看见清澈的河底部有一个黑色的鹅卵石，他想用手中的激光手电筒去照亮鹅卵石，则激光束应对着鹅卵石的                照射（选填：上方、下方、正对方向）。

5. 潜水员从水中看岸上的路灯的位置比实际位置要     （填“高”或“低”），这是由于光在水面处产生折射时，折射角       入射角的缘故。

6.光谱上，红光之外的是      ，紫光之外的是     ，这些光人眼都看不见。