44 光的折射解析版Word文档下载推荐.docx

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2.光线的折射规律

（1）光的折射规律

①光在发生折射时，折射光线、入光线、法线在同一平面内。

②折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。

③折时角随入射角的改变而改变：

入射角增时，折射角也增大；

入射角减小时，角也减小。

当光从空气垂直射入才或其他介质中时，传播方向不变。

④光的折射现象中，光路是可逆的。

如图所示，两图中∠i=∠r’，同时∠i’=∠r。

（2）在做"

探究光折射时的特点"

的实验时，应至少改变三次入射光线的方向，每次注意入射光线怎样改变，观察折射光线的方向，从而得出普遍规律，避免偶然性。

3.生活中的折射现象

（1）现象∶从空气中看水中物体（如石头、鱼、池底等），看到的虚像比实物的位置偏高一些（如池水“变浅”）。

原理解释：

这是由于光的折射现象形成的，如图所示。

假设水中A点射出的两条光线经水面折射后进入人眼，此时光线从水中斜射进入空气中，折射光线会偏离法线（或靠近水面），折射光线的反向延长线的交点A’就是A点的虚像，我们会觉得光好像是从A’点（即像点）射出进入人眼的。

可见，这时由于光的折射形成的虚像比实物的位置要偏高一些。

（2）现象：

从水中看空气中的物体，看到的虚像比实际的位置也偏高一些。

这也是由于光的折射现象形成的，如图所示。

假设空气中P点射出的两条光线经水面折射后进入人眼，此时光线从空气中斜射进入水中，折射光线会靠近法线（或偏离水面），折射光线的反向延长线的交点P’就是P点的像，我们会觉得光好像是从P’点（即像点）射出进入人眼的。

可见，这时由于光的折射形成的虚像比实物的位置也要偏高一些。

1.光的折射现象

【例1】

（2020•湛江模拟）在星光灿烂的夜晚仰望星空，会看到繁星闪烁，像人在眨眼，造成这种现象的原因是（　　）

A．星星发出的光是断断续续的

B．被其他星体瞬间遮挡的结果

C．星光被大气层折射的结果

D．星光被大气层反射的结果

【答案】C

【解答】解：

星光绝大部分是宇宙中的恒星发射出来的光，恒星的发光是持续不断的，星光传播到地球表面前，除了要通过浩瀚的宇宙真空区域，还要穿过包围着地球的大气层，星光从真空进入大气层时，要产生反射和折射，我们在地面所看到的星光是经过大气层折射后的那部分光。

当星光穿过不同密度的空气层时也要发生折射，一般说来，空气相对于地面不是静止的，总是在流动，随着空气的流动，在观察者注视的区域内，空气的密度会时大时小，因此穿过该区域的星光被折射，会有所不同，于是，折射光线就会不停的颤动、摇摆。

2.运用光的折射规律作图及应用

【例2】

（2020•鞍山）一束光线从空气垂直射向玻璃砖，穿过玻璃砖后从另一表面射出。

请在图中画出该光路图（不考虑光的反射）。

【答案】

【例3】

（2020•惠阳区模拟）如图所示，两架敌机，一架是实际飞机，一架是从潜水艇的观察口看到的该飞机的像，请画出看到飞机的光路图。

3.光的反射、折射综合

【例4】

（2020•呼伦贝尔）如图所示，有一束光从空气斜射入水中，MN为法线，请你画出它的反射光线和折射光线。

【例5】

（2020秋•大洼区月考）光在空气和水的分界面处，同时发生反射和折射的光路，如图所示，其中折射角为∠（选填“1”、“2”或“3”），分界面为（选填“①”“②”）．

【答案】2；

②。

由图可知，∠1等于∠3，因此①是法线，②是界面，CO是入射光线，OA是反射光线，OB是折射光线；

当光由其他介质进入空气中，入射角小于折射角，当光由空气进入其他介质中，入射角大于折射角．由∠1和∠3相等可知，∠3是入射角，∠1是反射角，∠2是折射角。

4.实验探究

【例6】

（2018秋•顺德区期末）阅读短文，回答问题。

如图所示，让一束光从半球形玻璃射向空气，保持入射点O不动，当入射角较小时，在界面处既发生了反射，又发生了折射；

增大入射角，反射角和折射角也增大：

当入射角增大到40°

时，折射角增大到90°

，折射光线恰好消失，此时只有入射光线和反射光线。

回答下列问题：

（1）如图中，光线是入射光线，光线是反射光线，光线是折射光线。

（2）实验中光线OB顺时针旋转时，光线OA旋转方向为（选填“顺时针“或“逆时针”）。

（3）当入射角等于30°

时，反射角30°

，折射角30°

（均选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）若光从空气射向半球形玻璃的O点，不断增大入射角，折射角达到90°

（选填“能”或“不能”）。

（1）CO；

OB；

OA；

（2）逆时针；

（3）等于；

大于；

（4）不能

（1）仔细分析题图，利用光的反射定律，入射光线、反射光线必在同一种介质内，

并且折射光线和入射光线分居在法线的两侧，则CO应是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线；

（2）实验中光线OB顺时针旋转时，相对于反射角增大，因为反射角随着入射角的增大而增大，所以OC沿着逆时针方向旋转；

时，反射角等于30°

；

因为光从玻璃中斜射入空气中，所以折射角大于30°

（4）只有当折射角大于入射角时，才会发生全反射现象，折射角才能达到90°

因此发生全反射的条件之一为折射角大于入射角，即光从玻璃斜射入空气中；

所以光从空气射向半球形玻璃折射角不能达到90°

【常考1】折射现象

（2020•盈江县模拟）如图所示的现象中，属于光的折射的是（　　）

A．“折断”的铅笔B．树荫下的光斑

C．手影的形成D．水中倒影

【答案】A

A、当光从水斜射入空气中时，折射光线远离法线，出现了铅笔好像在水面处折断了的现象，故A正确；

B、太阳光在树荫下形成圆形光斑是小孔成像现象，这是光沿直线传播形成的，故B错误；

C、手影是由光的直线传播形成的，故C错误；

D、平静的水面相当于平面镜，景物在水中形成“倒影”是平面镜成像，平面镜成像属于光的反射，故D错误。

【常考2】光的折射规律

（2020•和平区三模）一束光射向一块玻璃砖（如图）并穿过玻璃砖，这束光进入玻璃和离开玻璃后的光路正确的是（　　）

ABCD

【答案】B

先画出法线，当光从空气斜射入玻璃时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角小于入射角。

当光从玻璃斜射入空气时，入射光线和折射光线分居法线的两侧，折射角大于入射角。

最终的出射光线与最初的入射光线平行。

故只有B图正确。

【常考3】生活中的折射现象

（2018•南京二模）如图所示，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼，它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，下面能反映射水鱼看到猎物的光路图是（　　）

AB

CD

【答案】D

射水鱼在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物，是因为水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物“发出”的光射向水面，发生折射，再进入射水鱼的眼睛中，因此光的传播路线是由空气→水中。

ABC、ABC三图中光的传播路线是由水中→空气，故ABC错误。

D、根据光的折射定律可知，光从空气中斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角，故D正确。

（2020•遵义）在平静的湖水中，看到“云在水中飘，鱼在云上游”，对于该现象中的云和鱼，下列说法正确的是（　　）

A．云和鱼都是光的反射形成的像

B．云和鱼都是光的折射形成的像

C．云是光的反射形成的像，鱼是光的折射形成的像

D．云是光的折射形成的像，鱼是光的反射形成的像

（1）当光遇到水面时会发生反射，此时水面相当于一平面镜，所以看见水中的“云”是由光的反射现象形成的云的虚像；

（2）鱼生活在水里，鱼反射的光线由水中斜射入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变高了，所以看到了鱼的虚像；

可见，ABD错误、C正确。

1．（2020•兴化市二模）下列现象中，属于光的折射现象的是（　　）

A．看到鲜花B．看到水中筷子

C．手影D．树荫下圆形光斑

A、看到鲜花是鲜花反射的光线经过直线传播进入人的眼睛，故A错误；

B、水中弯折的筷子，是由于光从水中斜射入空气中发生折射形成的，属于光的折射现象，故B正确；

C、屏幕上呈现人的手的影子是光的直线传播现象，故C错误；

D、太阳光在树荫下形成圆形光斑属于小孔成像，是光的直线传播现象，故D错误。

2.（2020•涪城区校级一模）科学老师把海波溶于水，倒在长方形玻璃缸内。

两天后，玻璃缸内液体密度呈上疏下密的不均匀分布（如图所示）。

一位同学用激光笔从玻璃缸的外侧将光线斜向上射入缸中，请问缸中的光路图表示正确的是（　　）

海波溶于水两天后，玻璃缸内液体密度呈上疏下密的不均匀分布，即越深密度越大，所以光在玻璃缸内液体中传播时会发生折射，且光线是从密度大的下层射向密度小的上层时，入射角小于折射角，所以光线由玻璃缸外侧斜向上射入缸中后光线会向密度小的上部左侧弯折，故A正确，BCD错误。

3.（2020春•新洲区月考）北宋科学家沈括的（梦溪笔谈》登州海市中写道：

在登州海中，时有云气，如宫室、台观、城堞、人物、车马、冠盖，历历可见，谓之海市，如图所示。

这种现象的成因是（　　）

A．光的直线传播B．光的反射

C．光的折射D．光的色散

由于空气分布不均匀，物体发出或反射的光在不均匀的空气中传播时会发生折射，海市蜃楼是由光的折射产生的现象，是由于空气的密度不均匀而引起的；

4.（2020•恩施州）一盏探照灯的灯光射向水池，如图所示，在没有水的池底C处形成一个光斑。

在逐步注水的过程中，B处的人看到池底的光斑会（　　）

A．在原地不动B．先向左移再向右移

C．向左移动D．向右移动

在没有注水时，根据光的直线传播，人直接能看到C点；

当注水后，探照灯射出的光线到水面发生折射，折射光线靠拢法线照射到C'

点，人看C'

点时，C'

点射出的光线到水面再次发生折射，折射光线远离法线进入人眼，眼睛逆着光线看来感觉光线是从C'

'

射出的，所以人看到光斑向右移动。

5.（2020•梁园区校级模拟）如图，小芳用激光笔沿MO方向斜射入水槽中，水槽壁上出现一个亮点B，若保持入射光线不变，要使B点下移至B'

，应使水面（选填“上升”或“下降”），在水面变化过程中，折射角（选填“增大”“不变”或是“减小”）。

【答案】上升不变

在水面变化过程中，由于入射光线不变，即入射角不变，则折射角也不发生改变，因此过B'

点做OB的平行线即为光点下移的折射光线，如图所示。

显然入射光线不变，欲使B点下移至B'

，水面需上升。

6.（2020春•延庆区期末）如图所示，MM′为空气和水的分界面，AO为入射光线，NN′为法线，入射角∠AON等于45°

．已知∠N′OB等于58°

，∠N′OC等于45°

，∠N′OD等于32°

，则入射光线AO的折射光线将沿着方向射出。

（选填“OB”、“OC”或“OD”）

【答案】OD。

根据光的折射规律可知，当光从空气斜射入其他介质时，折射角小于入射角；

入射角∠AON等于45°

，折射角小于入射角，则折射角应为∠N′OD等于32°

，故入射光线AO的折射光线将沿着OD方向射出。

6.（2020•浉河区校级模拟）如图所示，将长方形玻璃砖沿某一方向切开，且分开一小段距离，一束光从左侧面A垂直射入，从右侧面B射出，请画出大致光路图。

7.（2020•吉林模拟）如图所示，OB为折射光线，请画出它的入射光线的大致方向。

1．（2020•海安市一模）如图，在平静的湖边上方有一盏路灯，潜水员员在水下E处看到了路灯的像。

图中A、B两点，其中有一个是路灯，另一个是路灯的像。

在图中画出水下E处的潜水员看到路灯的光路图。

2.（2020•长沙模拟）小敏用如图所示的实验装置研究光从水中斜射到与空气的分界面时所发生的光现象。

（1）使入射角α在一定范围内由小变大，会发现折射角β（填写变化规律），且折射角总是小于相应的入射角；

（2）小敏让一束光沿着图中BO方向入射向水面时，发现光线沿着OA方向折射进入空气，这表明：

光的折射现象中，光路是。

（1）由小变大；

（2）可逆的

（1）光从空气斜射入水中时，当入射角增大时，折射角也会随之增大，所以使入射角α在一定范围内由小变大，折射角β也会由小变大；

（2）如图所示，该小组同学继续用另一只激光笔让光线沿着CO射向水面时，可看到折射光线沿OA射出，这说明在光的折射现象中，光路是可逆的。

3.（2019•广州三模）阅读下面短文，并回答问题。

光纤的奥秘

光纤电缆是本世纪最重要的发明之一。

光纤电缆利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号光可以从弯曲的玻璃光纤的一端传到另一端，而不会“溜”出玻璃纤维，这是为什么呢？

如图甲所示，以某种玻璃为例，让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到平面上，可以看到一部分光线从玻璃砖的平面上折射到空气中，此时折射角大于入射角；

另一部分光线反射入玻璃砖内；

逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。

当入射角增大到41.8°

，使折射角达到90°

时，折射光线就消失了，只剩下反射光线，如图丙所示，这种现象叫做全反射。

并非光线在任何界面都会发生全反射现象，这种现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。

光纤通信就是利用光的全反射原理，光导纤维在结构上有内芯和包层两种不同的透明介质，光从内芯传播时遇到光纤包层处，会发生全反射现象，从而保证光线不会泄露到光纤外，这样光就只能在玻璃中传播，而不会“溜”出玻璃光纤，如图丁所示。

（1）图甲中，光线从玻璃斜射向空气时，反射角（选填“大于”“小于”或“等于”）折射角。

（2）图乙中，当入射角逐渐增大时。

A．折射角逐渐增大，反射角逐渐减小B．折射角逐渐减小，反射角逐渐增大

C．折射光线逐渐增强，反射光线逐渐减弱D．折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强

（3）光从空气进入玻璃时，增大入射角（选填“有可能”或“不可能”）发生全反射。

（4）光线从光导纤维的包层斜射向内芯时。

A．折射角大于入射角，可能会发生全反射B．折射角小于入射角，可能会发生全反射

C．折射角大于入射角，不可能会发生全反射D．折射角小于入射角，不可能会发生全反射

（5）如图戊所示，三棱镜由图甲中玻璃制成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入，请在图戊中完成这束入射光的光路图。

（1）小于；

（2）D；

（3）不可能；

（4）D；

（5）见下图

（1）由光的折射定律可知，当光线从空气斜射入其它透明介质时，折射角小于入射角；

当光线从玻璃斜射向空气时，入射角总是小于折射角。

因反射角等于入射角，所以反射角小于折射角。

（2）由“逐渐增大光的入射角，将看到折射光线离法线越来越远，且越来越弱，反射光线越来越强。

”可知，当入射角逐渐增大时，折射光线逐渐减弱，反射光线逐渐增强；

故选D；

（3）已知全反射现象只有在光从一种介质射向另一介质折射角大于入射角时才能发生。

如果光是从空气进入玻璃，根据折射规律，由折射角小于入射角，当入射角增大时，折射角也增大，但折射角不可能达到90°

，故这种现象不会发生。

（4）光线从空气垂直于玻璃入射，所以光的传播方向不变；

当光射到玻璃的右表面时，由于入射角为45°

，大于临界角41.8°

，所以发生全反射（折射光线消失，只有反射光线），其大致路径如下图所示：