光的折射 光的色散与看不见

光的折射光的色散与看不见目标认知：学习目标1、了解光的折射的现象；2、了解光从空气射入水中或其他介质中时的折射规律；3、了解光在发生折射时，光路的可逆性；4、初步了解太阳光谱和看不见的光；5、初步认识红外线及其作用；6、初步认识紫外线及其作用。

学习重点1、探究光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律；2、了解光谱和红外线、紫外线的特点。

学习难点利用光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律解决实际问题。

知识要点梳理：1、光的折射光的折射：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。

理解：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物质里传播速度不同，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。

注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。

光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧。

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；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。

理解：折射规律分三点：（1）三线一面（2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，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。

在光的折射现象中光路是可逆的。

现象：折射使池水“变浅”，筷子“弯折”，水中人看岸上树“变高”。

2、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。

（雨后彩虹是光的色散现象）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）物体的颜色：1、透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。

3、看不见的光光谱：把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来，就是光谱。

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。

红外线的应用：加热、拍红外线照片诊病、夜视仪、遥控。

紫外线：在光谱的紫端以外，也有看不见的光，叫紫外线。

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。

雾灯用黄光的理由：不易被空气散射、人眼对黄光敏感。

规律方法指导:1、在利用光的折射定律解决实际问题时，应注意我们看到的物体是该物体发出或反射的光线进入我们的眼睛，而不是光线由眼睛发射的，不要搞错方向。

2、关于物体的颜色应知道：（1）、透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

（2）、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。

（3）、如物体不反光则该物体颜色为黑色；若物体不吸收光线，即全部反射或透射，则该物体颜色为白色。

经典例题透析:颜色知识1、__________、__________、__________三色光混合能产生各种色彩.人们把这三种色光叫做__________.小华的调色板上如果有__________、__________、__________三种颜色的颜料，他也能通过颜料混合画出各种色彩的图画，这说明色光的混合规律跟颜料的混合规律是__________。

解析：光的三原色和颜料的三原色不同，光的三原色为红、绿、蓝；白光是由三种色光红、绿、蓝三种色光合成的。

让三种色光各自所占比例不同，就合成了形形色色的各种色光；而颜料的三原色为品红、黄、青三种颜色，它们的混合原理不同。

答案：红绿蓝色光的三原色品红黄青不同的总结与升华：颜料的混合原理是：两种颜料混合色是它们都能反射的色光，其余的色光都被这两种颜料吸收掉了。

色光的混合原理是：两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色。

举一反三：将一束红光和一束蓝光同时照射到白色的屏上我们可看到_________ 色。

解析：白屏反射各种色光，所以反射到我们眼睛的是红蓝两种色光，在我们看来应是紫色。

答案：紫2、小明用红笔在白纸上写了一个“光”字，在暗室里用红光照射这个字，将会看到什么现象？答案：白纸反射红光，红颜料反射红光，所以我们看不清这个字。

总结升华：1、透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。

3、如物体不反光则该物体颜色为黑色；若物体不吸收光线即全部反射或透射则该物体颜色为白色。

举一反三：阳光透过蓝色的玻璃照射到一个红背心上，这个背心将成什么颜色？答案：蓝玻璃透射蓝光，而红背心只反射红色，所以我们看到的背心将呈黑色。

3、（2011 四川广安）华蓥市举办了几届颇具影响的梨花节。

其中有一次,台湾歌手周杰伦也来到了梨花节晚会的舞台上，现场观众能从不同的位置看见他，这是一种光的_____________现象；当时他身穿紫色T恤，蓝色牛仔裤，如果舞台只用红色灯光照向他时，观众看到他的裤子的颜色是_____________色。

解析：光的反射分为镜面反射和漫反射，当平行光线射到不光滑物体表面时，反射光线会向不同方向反射，题中强调“从不同位置看见”，说明反射光线是向不同方向射出的，所以是漫反射现象；不透明物体只能反射和它颜色相同的色光，不同颜色的色光会被它吸收，蓝色牛仔裤只能反射蓝光，当用红色灯照射时，红光会被蓝色裤子吸收，所以观众看到的裤子是黑色的。

答案：漫反射黑总结升华：该题考查了两个方面的知识，一是镜面反射和漫反射的区别；二是物体颜色的判断。

举一反三：（2011襄樊市）枣阳市素有“中国桃之乡”之称。

那漫山遍野的桃花，在三月和煦的阳光中，显得妩媚令人陶醉。

我们看到红色的桃花，是因为太阳光照射到桃花上反射____________的缘故。

解析：桃花属于不透明物体，桃花是红的，太阳光照射到红色的桃花上，把太阳光的红光反射到人的眼睛里，人们感觉桃花是红色的，其他的色光被桃花吸收。

答案：红光折射现象4、小明不慎将一支铅笔落在了水杯里他发现铅笔变弯了如图所示：请用光学知识解释。

答案：如图设铅笔底部和容器接触部位为A则：A发出的靠近法线的两条光线，折射入空气中，这些折射光线不能相交，但是它们的反向延长线相交，眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点A′射来的，再跟平面镜成虚像的情况对比，说明眼睛看到的是A 点的虚像，虚像A′的位置在A之上，眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来A升高，眼睛看到的水中的铅笔各点都是如此，而使铅笔看起来上翘。

总结与升华：①、我们之所以看到物体，是由于物体发出（或反射）的光线进入了我们的眼睛；②、光在两种介质表面斜射时要发生折射；③、折射时角度（跟法线的夹角）大小要找对；④、人的感觉光是沿直线传播的；⑤、反向延长线得到的是虚像。

⑥、折射现象光路可逆。

举一反三：水面下的物体看岸上的物体会感觉物体偏高还是偏低？答案：一个物体在A处发射的光线经折射如图，我们感觉到光是沿直线传播的，我们把光线返向延长即交于A’因此我们感觉物体偏高。

5、一束光线射到三棱镜（玻璃制成）上，如图所示，画出这束光线穿过三棱镜的大致传播方向。

解析：根据光的折射规律可知，在斜射时，总是空气中的角较大，作出法线，根据光发生折射的介质情况，确定折射角与入射角谁大谁小，最后确定折射光线的大致传播方向。

答案：如图所示总结与升华：大家要熟记光的折射定律并记住：在斜射时，总是空气中的角（光线跟法线的夹角）较大。

举一反三：一条光线从圆心O斜射入一玻璃砖，画出大致的折射光线。

解析：光线从圆心O入射后要折射，折射后的光线再从玻璃射入空气时，由于此入射光线过圆心，根据数学知识可知，此入射光线与该点的圆面垂直，所以可以看成是垂直入射，因此传播方向不变。

如图所示：折射知识的综合应用6、如图所示，一束光线由某介质射入空气中时发生了反射和折射现象，已知∠1=∠2≠∠3，试指出图中的界面和法线，并在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的传播方向。

解析：我们应知道光线在两种介质表面斜射时通常发生反射和折射，根据反射和折射定律，仔细分析题图，先分析哪是界面，AO、BO、CO不可能是界面，（为什么？自己分析一下）只有MM′和NN′可能是界面.假设界面是NN′，那么MM′就是法线，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，CO应是入射光线，OB是反射光线，OA是折射光线，因为∠2≠∠3,所以反射角（∠BOM）和入射角（∠COM）不相等，不符合光的反射定律；假设不成立。

因此MM′是界面，NN′是法线。

在三条光线中，有OA、OB两条线在同一介质中，所以入射光线只可能是AO、BO中的某一条，假设BO是入射光线，那么OA是反射光线，OC则是折射光线，这样折射光线OC和入射光线BO在法线同一侧了，不符合折射规律，假设不成立。

只有AO是入射光线，那么OB是反射光线，OC是折射光线，光由某介质射入空气中时，折射光线应远离法线偏折，与图示情况相符，∠1=∠2。

所以MM′是界面，NN′是法线，三条光线如图所示：总结与升华：（1）解答该类问题时，要注意将反射定律和折射规律综合运用；（2）分析该题要用假设法.在分析时先假定，然后由假设出发，根据所学物理知识和已知条件来进行分析、推理，得出肯定或否定.假设法是分析物理问题的常用方法，要领会掌握这种方法；（3）在题目解答后，要学会对解题结果进行分析.如本题确定MM′是界面，NN′是法线，AO是入射光线，OB是反射光线，AO和OB分居法线两则，入射角∠1等于反射角∠2，符合反射定律；OC是折射光线。

AO和OC分别处于介质和空气中，且在法线两侧，∠3＞∠1，题意指出光从某介质射入空气中，也符合折射规律。

举一反三：如图，一束光线从空气斜射到水面发生反射和折射，请在图中作出反射光线和折射光线.解析：我们应先画法线ON，再根据光的反射和折射规律作出反射和折射光线,注意：∠γ=∠α=45°＞∠γ'。

答案：探究园地7、老师在课堂上做了光从空气中斜射入水中发生折射的实验.小华想知道，光从水中斜射入空气中的实验现象是怎样的，于是他找到了如下器材进行实验：他取了一个装满水的透明水槽，在水槽内竖立一个白色塑料板，在塑料板上画一条线与水面垂直当作法线，法线与水面的交点作为光线的入射点，为了看清光在水中的传播路线，他在水中滴入一些牛奶使水略显混浊.关灯后，小华用激光手电筒在水中靠近白板的位置上使激光平行白板射向水面，在入射点发生折射.小华发现空气中的折射光线很难看清楚，于是他就点燃几支蚊香放在水面附近，不一会空气中烟雾缭绕，他重复上述实验时便在空气中看到了清晰的光线，小华一边实验一边描绘着实验现象的草图.他把水面画成实线，把法线画成虚线，入射光线和折射光线是现场描的，但没有及时标上箭头，如图是小华描绘的三张图，图的方向放乱了，请你帮他在三个图上分别标上箭头，并注明哪一边是水，哪一边是空气。