光的折射提高知识讲解Word下载.docx

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概念

定义

图示

入射光线

照射到两种介质分界面的光线AO

折射光线

光进入另一种介质被折射后的光线OB

法线

垂直于两介质分界面的直线MN

入射角

入射光线与法线的夹角i

折射角

折射光线与法线的夹角θ

2、【高清课堂：

《光的折射、光的色散、看不见的光》】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、【高清课堂：

《光的折射、光的色散、看不见的光》】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。

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。

【典型例题】

类型一、光的折射

1.一光线由空气斜射入水中，入射角为30°

，在水面上同时产生反射和折射，此时折射光线和反射光线之间夹角一定（　　）

A．小于30°

B．大于30°

小于60°

C．大于60°

小于120°

D．大于120°

小于150°

【答案】D

【解析】由于入射角为30°

，所以反射角也等于30°

，由此可知反射光线与水面的夹角为60°

光从空气斜射入水中，所以折射角小于入射角，即折射角小于30°

，那么折射光线与水面的夹角就大于60°

，且小于90°

。

所以反射光线和折射光线的夹角最大要小于150°

，最小要大于120°

【总结升华】题目考查了光的反射和光的折射两个知识点。

解题时要明确入射光线、反射光线、折射光线三者之间的位置关系，根据光的反射规律和折射规律确定反射光线与水面、折射光线和水面的夹角。

举一反三：

【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°

【答案】C

2.地球周围的大气层密度是不均匀的，越到高空越稀薄，太阳升起时太阳光穿过大气层时要发生。

因此，早晨我们看到初升的太阳是在它实际位置的（填“上方”“下方”或“原位置”）而形成的（填“实像”或“虚像”）。

【答案】折射；

上方；

虚像

【解析】太阳光从太空进入大气层时，由于大气层的密度是不均匀的，会发生折射，折射光线靠近法线，我们逆着折射光线的方向看，看到初升的太阳比实际位置变高了的虚像，所以当我们看到太阳刚升起时，它的实际位置还在地平线以下，如下图所示。

【总结升华】此题主要考查光的折射产生的自然现象，要会用物理知识解释自然现象。

学习物理一定要密切的联系生活；

要将学到的知识应用到生活中去。

【变式】如图所示，空杯底部放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢向杯子里倒水，随着水面升高，将会看到，这是由于光线由水斜射入空气时，折射角入射角。

【答案】硬币；

大于

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

【答案】A

【解析】

（1）往池内注水，水面升至a位置时，发生折射，根据折射定律，P点如下图所示：

（2）水面上升至b位置时，光线先在水池壁反射，再折射出水面，根据反射定律和折射定律，Q点如下

图所示：

通过画图可知：

P点在S点的下方，Q点在S点的上方。

【总结升华】题目重点考查的是作反射光线和折射光线，理解并掌握光的反射定律和折射定律是解决此题的关键。

水面升至a位置时，光从水斜射入空气中时，入射光线、折射光线以及法线在同一平面内，折射角大于入射角，确定折射光线的方向；

水面上升至b位置时，光线先在水池侧壁发生反射，反射角等于入射角，反射光线再从水中斜射入空气里发生折射，折射角大于入射角。

【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。

【答案与解析】如图飞机的光线由空气中斜射入水中时，在水面上发生折射，折射角小于入射角，折射光线进入潜水艇观察者眼里，观察者逆着折射光线的方向看去，就会觉得飞机变高了，所以B架是实际飞机，A架是飞机的像。

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。

【答案与解析】②入射角为AO与OO法线的夹角，此夹角为：

45度；

折射角为BO与OO法线的夹角，此夹角为：

30度；

故答案为：

45度，30度。

③由图可知，当光线垂直于界面入射时，折射方向不变，故答案为：

当光线垂直于界面入射时不发生折射；

因半圆形的玻璃砖截面是水平的，便于测量角度的大小；

便于测量角度的大小。

④因当光从水中或其它介质斜射入空气中时，折射角大于入射角，故答案为：

折射角大于入射角或完全被反射回来；

45度。

【总结升华】总结光的折射规律的能力。

光从空气斜射入其它介质时的折射规律，折射角小于入射角，并且折射角随入射角的增大而增大。

【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，。

【答案】

（1）光从一种透明介质垂直射入另一种透明介质时，传播方向不变；

（2）在玻璃中的折射角总是小于水中的折射角；

（3）折射角总是小于入射角。