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第三章 光和眼睛
第4節(jié) 光的折射規(guī)律
新知導(dǎo)入
②晴朗的夜晚，天空中
的星星好像在眨眼睛。
①斜插在水中的
鉛筆好像折斷了
③這是2022年5月25日河北
邢臺(tái)拍攝到的“海市蜃樓”
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解光的折射現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了解光折射時(shí)的特點(diǎn)。
2.知道光在發(fā)生折射時(shí)，光路是可逆的。
3.能夠利用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的折射現(xiàn)象。
新知學(xué)習(xí)
知識(shí)點(diǎn)一：光的折射
光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射。
1.光的折射定義：
空氣
O
玻璃
A
B
C
空氣
水（玻璃）
光的折射模型
三 線：入射光線 AO ，折射光線 OB ，法線 NN’
兩 角：入射角 α ，折射角 γ
一 點(diǎn)：入射點(diǎn) O
α
γ
A
O
B
P
Q
N
N’
分界面
1、什么是光的反射規(guī)律？包括哪些規(guī)律？
光在兩種介質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)的介質(zhì)中的現(xiàn)象叫光的反射。
光的反射規(guī)律：
1.反射光線、入射光線、法線位于同一平面內(nèi)(三線共面)
2.反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)(兩線分居)
3.反射角等于入射角(兩角相等)
4.光路是可逆的
α
β
A
O
B
N
空氣
水（玻璃）
α
γ
A
O
B
P
Q
N
N’
想一想
2、光的折射規(guī)律和反射規(guī)律會(huì)有哪些內(nèi)容是相同的？哪些是不同的？
新知學(xué)習(xí)
知識(shí)點(diǎn)二：光的折射規(guī)律
空氣
水（玻璃）
α
γ
A
O
B
P
Q
N
N’
提出問(wèn)題
光的折射有哪些規(guī)律？
猜想與假設(shè)
猜想一：折射光線和入射光線可能位于法線兩側(cè)
猜想二：折射光線、入射光線、法線可能位于同一平面內(nèi)
猜想三：折射角可能等于入射角
猜想四：光路可能是可逆的
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃
1、將光的折射演示儀放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，使入射光線貼著光屏從空氣中斜向射入空氣和水的分界面，觀察三線的分布情況。
2、取E、F兩板組成光屏，轉(zhuǎn)動(dòng)某一板使兩板不處在同一平面內(nèi)，觀察三線是否都能出現(xiàn)。
3、多次改變?nèi)肷浣牵^察每次折射角與入射角的大小關(guān)系。
4、保持原入射光線不動(dòng)，讓另一光線沿著原折射光線入射，觀察逆向入射光線的路徑是否發(fā)生改變。
5、讓入射光線從水中入射，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。
請(qǐng)根據(jù)上述設(shè)計(jì)確定實(shí)驗(yàn)器材
光的折射演示儀、
激光筆、
光屏
能轉(zhuǎn)動(dòng)的E、F板組成的光屏
附帶量角器，能轉(zhuǎn)動(dòng)的E、F板組成的光屏
兩支激光筆、
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，設(shè)計(jì)表格
入射角α
折射角γ
30°
45°
60°
空氣
水（玻璃）
α
γ
A
O
B
P
Q
N
N’
表1：光從空氣入射到水中
表2：光從水入射到空氣中
入射角α 30° 45° 60°
折射角γ
入射角α 30° 45° 60°
折射角γ
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
1.當(dāng)光從 E 板沿AO入射到 O 點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng) F 板直至找到折射光線OB，觀察此時(shí)折射光線、入射光線、法線三者的位置。
2.將 F 板向前或向后轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察有無(wú)折射光線。
3.轉(zhuǎn)動(dòng) F 板，使其與 E 板處在同一平面內(nèi)。多次改變?nèi)肷浣牵^察每次折射角與入射角的大小關(guān)系。
4.保持原入射光線不動(dòng)，讓另一光線沿著原折射光線入射，觀察逆向入射光線的路徑是否發(fā)生改變。
5.讓入射光線從水中入射，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟。
折射光線、入射光線位于法線兩側(cè)
在 F 紙板上無(wú)法找到折射光線
沿著折射光線入射，光的路徑不變
表1：光從空氣入射到水中
折射角γ
表2：光從水入射到空氣中
折射角γ
光折射時(shí)，折射光線、入射光線和法線三者在_________平面內(nèi)；折射光線和入射光線分別位于_________兩側(cè)。
光從空氣斜向射到水表面時(shí)，折射光線________法線(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)，折射角________入射角(選填“大于”、“小于”或“等于”)。入射角增大時(shí)，折射角也________。光垂直射到水表面時(shí)，在水中的傳播方向_________。
光路是_______的。
光從水斜向射向空氣時(shí)，折射光線________法線(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)，折射角________入射角(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
分析與論證
同一
法線
靠近
小于
增大
不變
遠(yuǎn)離
大于
可逆
記憶技巧：總是空氣中的角大
空氣
水（玻璃）
α
γ
A
O
B
P
Q
N
N’
分界面
（1）光從空氣垂直入射到水中，會(huì)發(fā)生折射嗎？
（2）如何減少測(cè)量?jī)山菚r(shí)的誤差？
（3）如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材？
（4）……
評(píng)估
空氣
界面
水（或玻璃）
入射光線
折射光線
入射光原方向
法線
O
入射角α
反射角β
折射角γ
反射光線
光從空氣斜射入水中時(shí)，在界面處發(fā)生折射時(shí)遵守折射規(guī)律，發(fā)生反射時(shí)，遵守反射定律。
光的反射 光的折射
三線關(guān)系
兩角關(guān)系
垂直照射
光路
光路可逆
空氣角大
同增同減
兩角相等同增同減
三線共面兩線分居
三線共面兩線分居
光路可逆
原路返回
不改變方向
光的折射與反射的聯(lián)系
1．下列光現(xiàn)象，屬于光的折射的是（　）
A．人在陽(yáng)光下的影子
B．鉛筆在水面處“折斷”
C．柳樹(shù)在水中的倒影
D．教室里的黑板，有時(shí)看起來(lái)反光
2．光從空氣傾斜射入水中，入射角為45°，折射角可能為（　）
A．30° B．45° C．60° D．90°
B
學(xué)以致用
A
3．在如圖中，請(qǐng)畫(huà)出折射光線。
作圖的方法：
（1）找到入射點(diǎn)
（2）畫(huà)法線
（3）根據(jù)折射規(guī)律確定折射光線是遠(yuǎn)離還是靠近法線，作出折射光線
新知學(xué)習(xí)
知識(shí)點(diǎn)三：生活中的折射現(xiàn)象
1.池水變淺
人在水上看到物體的像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺(jué)水比較淺。
2.有經(jīng)驗(yàn)的漁民怎樣才能叉到魚(yú)？
S
S′
所以，有經(jīng)驗(yàn)的漁民在叉魚(yú)時(shí)，要向看到的魚(yú)的下方投叉才能叉到魚(yú)。
魚(yú)從水中發(fā)出的光線，由水進(jìn)入空氣時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼逆著折射光線的方向看，覺(jué)得光線好像是從它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，即魚(yú)像發(fā)出來(lái)的，像比魚(yú)位置高。
3.河旁暖樹(shù)卻參天
o
o
A’
4.海市蜃樓
學(xué)者沈括在《夢(mèng)溪筆談》中記載過(guò)他在蓬萊看到的景象：“登州海中，時(shí)有云氣，如宮室、觀臺(tái)、城堞、人物、車(chē)馬、冠蓋，歷歷可見(jiàn)。”
光經(jīng)過(guò)不均勻的大氣時(shí)發(fā)生折射，形成的虛像。
學(xué)以致用
1.如圖所示，一盞探照燈固定在支架上，燈光朝向下投射到有水的游泳池底，在將泳池中的水逐漸放干的過(guò)程中，池底的光斑位置將（　 ）
A．向左移動(dòng) B．向右移動(dòng)
C．先向右移動(dòng)再向左移動(dòng) D．仍在原位置
D
2.如圖是人類(lèi)首次拍到猩猩使用工具捕獵的情景。為了捉到一條魚(yú)，猩猩用矛拼命地刺向水里卻沒(méi)有成功，這主要是因?yàn)樾尚煽吹剿械聂~(yú)比實(shí)際位置要_______一些（選填“深”或“淺”）。若人用激光槍射魚(yú)，應(yīng)該使激光對(duì)準(zhǔn)看到的 ________（選填“魚(yú)”、“魚(yú)上方”、“魚(yú)下方”）。
淺
魚(yú)
探究光的折射規(guī)律
光的折射規(guī)律
空氣角大
入大折大
垂射不變向
三線共面
兩線分居
光路的可逆性：在折射現(xiàn)象中，光路可逆
生活中的折射現(xiàn)象
概念：光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象
課堂小結(jié)

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