物理八年級(jí)上冊(cè)（2024）光的折射精品ppt課件

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在一個(gè)空碗中放一枚硬幣。請(qǐng)你慢慢蹲下，當(dāng)?shù)椭聊骋粋€(gè)觀察位置時(shí)，就無(wú)法看到硬幣了。但如果你慢慢往碗中倒水，在同一個(gè)觀察位置就又能看到碗中的硬幣了。這是為什么呢?
1.了解光的折射現(xiàn)象。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。
（1）光的折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)情景：如圖所示，是讓一束光從空氣斜射入水中的情景。在水中滴幾滴牛奶來(lái)顯示光路。情景描述：這束光在分界面上分成兩部分，一部分光被界面反射回空氣，還有一部分光射入水中，并且發(fā)生了偏折。
（2）光的折射概念光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫作光的折射。一般情況下，一種介質(zhì)為空氣，另一種介質(zhì)為水或玻璃。注意要斜射入。
（3）描述折射現(xiàn)象的幾個(gè)概念①入射光線：照射到兩種介質(zhì)分界面的光線AO.②折射光線：進(jìn)入另一種介質(zhì)的光線OB.③法線：過(guò)入射點(diǎn)且垂直于兩介質(zhì)分界面的直線NN′.④入射角：入射光線與法線的夾角 α.⑤折射角：折射光線與法線的夾角 β.
（4）理解光的折射現(xiàn)象①當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中時(shí)，在兩種介質(zhì)的分界面上，光線的傳播方向一般要發(fā)生改變。其中一部分光線發(fā)生反射，同時(shí)還有一部分光線進(jìn)人另一種介質(zhì)中而發(fā)生折射。②光的折射是在兩種介質(zhì)的分界面處發(fā)生的。因?yàn)楣馐窃趦煞N介質(zhì)中傳播的，所以傳播的速度各不相同。③當(dāng)同種介質(zhì)不均勻時(shí)，光的傳播方向也會(huì)發(fā)生改變，也就是說(shuō)會(huì)發(fā)生折射。
2. 探究光折射時(shí)的特點(diǎn)
【提出問(wèn)題】清澈見(jiàn)底、 看起來(lái)不過(guò)齊腰深的池水， 不會(huì)游泳的人千萬(wàn)不要貿(mào)然下去， 因?yàn)樗膶?shí)際深度會(huì)超過(guò)你看到的深度。 這是因?yàn)楣鈴乃鄙淙肟諝庵邪l(fā)生折射的緣故。 那么當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)， 光的傳播方向如何偏折？ 折射光線、入射光線的位置有什么關(guān)系？ 折射角跟入射角大小是什么關(guān)系?
【猜想與假設(shè)】請(qǐng)跟小組同學(xué)討論， 說(shuō)說(shuō)你們的猜想。你的猜想是：①當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)，可能會(huì)_________________。②折射光線、入射光線位于法線________________。③折射角可能_____________________入射角。
向法線偏折（或遠(yuǎn)離法線）
【實(shí)驗(yàn)器材】激光筆、半圓形玻璃磚、圓形刻度光盤(pán)（標(biāo)有角度）。
①如圖所示， 讓一束光從空氣以不同的角度射入玻璃磚中， 觀察光束在空氣和玻璃磚中的徑跡，并比較折射角和入射角的大小，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表格中。②讓激光筆發(fā)出的一束光從玻璃斜射入空氣中，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。③讓激光筆發(fā)出的一束光從空氣垂直射入玻璃中（或從玻璃垂直射到空氣中），觀察光的傳播路線。
④如圖所示，讓光從空氣斜射入半圓形玻璃磚，同時(shí)逆著折射光射入另一束光，觀察兩束光在空氣中的傳播途徑。
【收集證據(jù)】 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格：
（1）光從空氣斜射入玻璃中 當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大；當(dāng)入射角減小時(shí)，折射角也減小。
（2）當(dāng)光從空氣垂直射入玻璃中時(shí)，傳播方向不變。（3）光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，可以看到， 進(jìn)入空氣中的折射光線就逆著原來(lái)入射光線的方向射出，就是說(shuō)，在折射中光路也是可逆的。 這時(shí)的折射角大于入射角。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】光的折射特點(diǎn)
光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大。當(dāng)光從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，傳播方向不變。在折射現(xiàn)象中，光路可逆。
視頻演示——《探究光的折射規(guī)律》
一束光沿AO方向從空氣斜射入水中，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出折射光線的大致方向。
過(guò)入射點(diǎn)O作垂直于界面的法線，根據(jù)折射角小于入射角即可畫(huà)出折射光線OC，靠攏法線，如圖所示。
如圖，一束光線從水中斜射到水面，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出此光線的反射光線和大致的折射光線。
反射光線和入射光線位于法線兩側(cè)，反射角等于入射角，據(jù)此在水中作出反射光線；光從水中斜射入空氣中時(shí)，折射光線和入射光線位于法線兩側(cè)，折射角大于入射角，據(jù)此在空氣中作出折射光線，如圖所示。
（1）實(shí)驗(yàn)中，光具盤(pán)除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有___________的作用；（2）分析表格中的數(shù)據(jù)，得出結(jié)論（寫(xiě)出一條即可）：______；（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)還可以判斷：當(dāng)光以35°的入射角從空氣射入玻璃中時(shí)，其折射角______30°（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）當(dāng)光以30°的入射角從玻璃射入空氣中時(shí)，其折射角是______。
如圖是某同學(xué)利用光具盤(pán)探究光從空氣斜射入玻璃中時(shí)的光路，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)并記錄了如下數(shù)據(jù)：
光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角
（1）利用光具盤(pán)探究光從空氣斜射入玻璃中時(shí)的光路實(shí)驗(yàn)中，光具盤(pán)除了能讀出入射角和折射角大小外，還具有顯示光路的作用。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，光從空氣斜射入玻璃中，折射角總小于入射角，故能得出結(jié)論：光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角。（3）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)光線以45°的入射角從空氣射向玻璃時(shí)，其折射角是30°；當(dāng)入射角為35°時(shí)，入射角變小，折射角隨之變小，所以折射角會(huì)小于30°。（4）當(dāng)光線以45°的入射角從空氣射向玻璃時(shí)，折射角是30°。根據(jù)光路的可逆，當(dāng)光以30°的入射角從玻璃射入空氣中時(shí)，其折射角是45°。
二、 生活中的折射現(xiàn)象
池底為什么看起來(lái)比實(shí)際淺呢？如圖所示，水中池底S點(diǎn)發(fā)出（反射）的光從水斜射向空氣時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角。人眼逆著折射光的方向看去，感覺(jué)光就好像由S′射出去的一樣。S′就是我們看到的S的像，這點(diǎn)的位置比實(shí)際位置升高了。
神奇的“硬幣”現(xiàn)在你能解釋課堂導(dǎo)入提出的問(wèn)題嗎？——神奇的“硬幣”。如圖，起初茶碗看起來(lái)是空的，但當(dāng)你慢慢往茶碗中倒水時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)碗中原來(lái)還藏著一枚硬幣。這是為什么？分析：加水后，硬幣的光從水中斜射入空氣時(shí)，折射光線偏離法線，折射光進(jìn)入了眼睛，眼睛看到的實(shí)際上是升高了的硬幣虛像。
有經(jīng)驗(yàn)的漁民怎樣才能叉到魚(yú)？魚(yú)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)S′，即魚(yú)的像發(fā)出來(lái)的，像比魚(yú)位置高。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)。
3. 從水中看岸上物體
游泳運(yùn)動(dòng)員在水中看岸上的物體時(shí)會(huì)怎樣呢？如圖所示，空氣中的發(fā)光點(diǎn)M發(fā)出的光從空氣斜射向入水時(shí)發(fā)生折射，折射角小于于入射角。人眼在水中逆著折射光的方向看去，感覺(jué)光就好像由M′射出去的一樣。M′就是人眼看到的M的虛像，這點(diǎn)的位置比實(shí)際位置升高了。
在我國(guó)的古書(shū)《史記》《夢(mèng)溪筆談》中都有關(guān)于海市蜃樓的記載，宋代大詩(shī)人蘇軾在《登州海市》的詩(shī)中也描述過(guò)海市蜃樓的奇觀。可見(jiàn)，海市蜃樓是一種不算少見(jiàn)的自然現(xiàn)象。海市蜃樓是怎樣發(fā)生的？
我們已經(jīng)知道，光在同種均勻的介質(zhì)中沿直線傳播。如果介質(zhì)疏密不均，光就不會(huì)沿直線傳播，而會(huì)發(fā)生折射。海市蜃樓是一種由光的折射產(chǎn)生的現(xiàn)象，多發(fā)生在夏天的海面上。
夏天，較熱的空氣籠罩海面，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比上面的低?？諝鉄崦浝淇s，上層的空氣比夏天空氣較熱，但是海水比較涼，海面附近空氣的溫度比上面的低?？諝鉄崦浝淇s，上層的空氣比底層的空氣稀疏。來(lái)自地平線以下遠(yuǎn)處物體的光，本來(lái)不能到達(dá)我們的眼中，但有一些射向空中的光，由于不同高度空氣的疏密不同而發(fā)生彎曲，逐漸彎向地面，進(jìn)入觀察者的眼睛。觀察者逆著光望去，就看見(jiàn)了遠(yuǎn)處的物體。
5. 區(qū)別光的反射與折射現(xiàn)象
大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A
如圖是“池水清淺，擅入會(huì)溺”的班會(huì)主題，告誡學(xué)生不要擅自下水游泳。請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出人眼看到池底A的大致光路圖（A′是人眼看到的池底A的像）。
人眼看物體以為光是沿直線傳播的，連接BA′，得到折射光線，BA′與水面的交點(diǎn)O為入射點(diǎn)，連接AO得到入射光線，如圖所示.
人看到腿在水中“變短”是由于水中腿反射的光線由水中斜射進(jìn)入空氣時(shí)，在水面處發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去，看到的是變淺的虛像，就會(huì)覺(jué)得腿在水中“變短”了，故ABD不符合題意，C符合題意。 故選C。
A B C D
如圖是小華與父母到海邊洗海水澡的情形。小華驚奇的發(fā)現(xiàn)，爸媽的腿在水中看起來(lái)變短了，能解釋這種現(xiàn)象的光路圖是（　?。?br/>光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象，叫作光的折射。①光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大。②當(dāng)光從空氣垂直射入水或其他介質(zhì)時(shí)，傳播方向不變。③在折射現(xiàn)象中，光路可逆。①水中物體變淺、筷子在水中“折斷”。②海市蜃樓：是光在不均勻的空氣中傳播時(shí)， 傳播方向發(fā)生改變，產(chǎn)生的折射現(xiàn)象。
1. 在圖中，哪一幅圖正確地表示了光從空氣進(jìn)入玻璃中的光路?
根據(jù)光的折射特點(diǎn)，當(dāng)光從空氣中斜射到玻璃中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。
2. 一束光射向一塊玻璃磚，并穿過(guò)玻璃磚。畫(huà)出這束光進(jìn)入玻璃和離開(kāi)玻璃后的光線（注意標(biāo)出法線）。
光從空氣斜射入玻璃中，再?gòu)牟Ａ鄙淙肟諝庵校l(fā)生兩次折射，要注意判斷折射角與入射角的關(guān)系?？諝庵械慕谴?。
一束光射向一塊玻璃磚，并穿過(guò)玻璃磚。離開(kāi)玻璃后的光線O2B與入射光線AO1是平行的。
∵∠O1O2N=∠M'O1O2∴∠N'O2B=∠AO1M
又有∠M'O1A=π－∠AO1M ∠NO2B= π－∠N'O2B 故∠M'O1A=∠ NO2B
∴∠AO1O2=∠O1O2B（內(nèi)錯(cuò)角相等）
3. 在平靜的湖邊可以看到“云在水中飄，魚(yú)在云上游”的現(xiàn)象。 請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)這個(gè)有趣的現(xiàn)象是怎么形成的。
“云在水中飄”是光的反射現(xiàn)象，“魚(yú)在云上游”是魚(yú)通過(guò)水的折射所形成的虛像和云在水面下的虛像同時(shí)出現(xiàn)所形成的現(xiàn)象。
4. 如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑。逐漸往杯中加水，觀察到的光斑將會(huì)如何移動(dòng)?
光線斜射到水面上時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，當(dāng)光由空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角。往杯中加水，入射角不變，折射角也不變，根據(jù)作圖可知光斑向右移動(dòng)。
5. 兩位同學(xué)想用激光筆去照亮水中漂亮的小石子。同學(xué)甲往他看到的小石子的下方去照射；同學(xué)乙往他看到的小石子的方向去照射。他們誰(shuí)能照亮小石子?請(qǐng)你作圖說(shuō)明。
乙能照亮小石子。因?yàn)槿丝吹降氖^B是水中石頭A的虛像，光是從水中射向空氣中進(jìn)入人眼，人眼逆著進(jìn)入人眼光線的方向看去，就看到了石頭的虛像。用激光筆要想照亮石頭，只需逆著進(jìn)入人眼光線的方向照去，在水面處發(fā)生折射，正好就能照到水中的石頭。
6. 我們能看到斜放入水中的筷子在水面處發(fā)生彎折。動(dòng)手做一做，你看到水中的筷子是向上彎折還是向下彎折?為什么?
看到水中的筷子是向上彎折。設(shè)筷子尖端為A點(diǎn)，光從水中斜射入空氣中進(jìn)入了人的眼睛，折射角大于入射角，人感覺(jué)光是沿直線傳播的，逆著光看去，好像是從光的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)B處來(lái)的，B是A點(diǎn)的虛像，B比實(shí)際位置要淺，所以水中的筷子好像向上彎折了，如圖所示。
1. 下列光現(xiàn)象中，由于光的折射形成的是（　?。? A．手影 B．筷子錯(cuò)位 C．水中倒影 D．小孔成像
A．由于光的直線傳播，被物體擋住后，在物體后面就會(huì)呈現(xiàn)陰影區(qū)域，這就是影子，手影的形成說(shuō)明光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播的，故A不符題意；B．筷子在裝有水的杯中發(fā)生錯(cuò)位，這是光從水中斜射入空氣發(fā)生的折射現(xiàn)象，故B符合題意；
C．拱橋在水面的倒影，是平面鏡成像，光的反射現(xiàn)象，C不符題意；D．小孔成像是由光的直線傳播形成的，故D不符合題意。 故選B。
A B C D
池底反射的光線從水中斜射向空氣時(shí)，在水面處發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進(jìn)入人眼，人眼會(huì)逆著折射光線的方向看去，看到是池底變淺了的虛像；連接眼睛和B點(diǎn)與水面的交點(diǎn)即為折射點(diǎn)，連接折射點(diǎn)和A點(diǎn)即為入射光線，連接折射點(diǎn)和眼睛即為折射光線，如圖所示。
2. 小華用所學(xué)物理知識(shí)給同學(xué)們講解防溺水常識(shí)，勸告同學(xué)們不要私自下水游泳，因?yàn)榭雌饋?lái)很淺的水池實(shí)際會(huì)很深。圖中A是水池底的一點(diǎn)，B為人眼看到的該點(diǎn)的位置，請(qǐng)幫洛洛畫(huà)出造成此現(xiàn)象的光路圖。
3. 如圖所示，是兩束光在玻璃和空氣中傳播的光路，①和②是入射光線，③和④是折射光線。其中入射光線②與折射光線______是同一束光，界面的上方是______（選填“玻璃”或“空氣”）。
根據(jù)光的折射定律的內(nèi)容可知：入射光線、法線、折射光線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)，當(dāng)光線從空氣射入玻璃時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光線從玻璃斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。由圖可知，②和③是同一束光線，界面上方為空氣。
4. 詩(shī)句“大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A”給我們展現(xiàn)了一幅美麗的畫(huà)卷。其實(shí)詩(shī)人觀察到的落日并非太陽(yáng)的實(shí)際位置（如圖所示），而是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)不均勻的大氣層發(fā)生了_____所成的_____（選填“實(shí)”或“虛”） 像，太陽(yáng)實(shí)際在圖中_____（選填“甲”或“乙”）位置。
由于大氣層位置越高空氣越稀薄，太陽(yáng)落山時(shí)，太陽(yáng)發(fā)出的光線進(jìn)入大氣層時(shí)發(fā)生折射，折射角大于入射角，當(dāng)折射光線進(jìn)入人的眼睛時(shí)，逆著折射光線的方向能夠看到太陽(yáng)的虛像，像的位置比實(shí)際位置要高，此時(shí)，太陽(yáng)的實(shí)際位置在圖中的乙位置。
5. 有一圓柱形敞口容器，從其左側(cè)某一高度斜射入一束激光，在容器底部產(chǎn)生一個(gè)光斑O，如圖所示。下列操作將使光斑向左移動(dòng)的是（ ）A．保持水面的高度和入射點(diǎn)不變，使激光的入射角增大B．保持激光射入的角度不變，使水面上升C．保持水面的高度不變，使激光筆向右平移D．保持激光射入的角度不變，使水面下降
A．保持水面高度和入射點(diǎn)不變，使激光的入射角增大，激光束遠(yuǎn)離法線，折射角隨之變大，光斑會(huì)向右移動(dòng)，故A不符題意；BD．保持激光射入的角度不變，使水面上升，如圖所示，入射點(diǎn)向左移動(dòng)，則光斑向左移動(dòng)；同理使水面下降，入射點(diǎn)向右移動(dòng)，則光斑向右移動(dòng)，故B符合題意，D不符合題意；
C．保持水面高度不變，使激光筆向右平移，則入射光線和折射光線都向右平移，所以光斑右移，故C不符合題意。 故選B。
6. 某小組選用了圖甲中光源、水、水槽、可折轉(zhuǎn)的光屏（帶刻度）等器材，用于完成探究“光從空氣射入水中時(shí)的折射規(guī)律”。（1）光從空氣射入水中，入射點(diǎn)為O點(diǎn)，不斷改變?nèi)肷浣牵x出刻度盤(pán)上對(duì)應(yīng)的折射角，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫(huà)在圖丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分別表示各次入射光線和對(duì)應(yīng)的折射光線的位置。由此可得出，光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角隨入射角的增大而_______，且折射角_______（填“大于”、“等于”或“小于”）入射角；當(dāng)光從空氣垂直射入水中時(shí)，折射角等于____度；（2）圖丙中當(dāng)激光筆從水中沿3′方向射入O點(diǎn)，則折射光線將會(huì)與______ （選填“1”、“2”、“3”或“4”）重合，說(shuō)明折射時(shí)光路是_______的。
（1）由圖丙可知，當(dāng)入射角逐漸減小，則折射角逐漸減小，入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大，即當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角隨入射角的增大而增大，隨入射角的減小而減小，且折射角小于入射角。當(dāng)光從空氣垂直射到水面時(shí)，傳播方向不變，此時(shí)入射角等于0度，折射角等于0度。（2）圖丙中當(dāng)激光筆從水中沿3′方向射入O點(diǎn)，則折射光線將會(huì)與3重合，說(shuō)明折射時(shí)光路是可逆的。