34探究光的折射定律

3.4 探究光的折射定律

学习目标

1. 举例说明并解释有关光的折射现象•

2. 尝试探究光的折射规律.

3. 会根据光的折射规律判断折射光线的大致方向，认识到光在发生折射时光路可逆•

一、情景引入

清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的小明，一跳下去就淹过了脖子，下水的他就惊慌失

措，幸好有同学相救，才脱离危险。为什么小明在岸上看池水会比实际的浅呢？真的眼睛骗了自己？

二、教材研究

问题1 ――光真的会折射吗？

观察课文中图3—37把一束光从空气斜射入水面时，一部分光发生了反射返回到空气中，而另一部分

光则进入水中传播，且传播方向_______________ （填“有”或“没有”）改变。这种光由一种介质进入另一种介质

时传播方向发生改变的现象，叫做光的_________________ 。

光的折射现象在我们生活当中会见到很多，例如：插入水中的筷子向____ 弯折；清辙的河水感觉到

变_____________ ；初升的太阳；海市蜃景等。你知道的还有哪些是折射现

象？_______________________________________________________ 。

认识光的折射当中的几个概念，如图所示。

两种介质的界面MM、、法线_______ 、入射光线_______ 、折射光线_______ 、入射角_______ 、折射角________ 。

问题2――光的折射有什么规律？

实验器材：激光棒、白纸、三角板、铅笔、玻璃砖或有机玻璃块

实验步骤：O1用铅笔在白纸上画出两条互相垂直的线MM和NN,如下图1所示。

①把玻璃砖的一边压在MM线上，把上方看作是空气，下方是玻璃砖。如图2所示。

O用激光束从o点紧贴白纸斜射入玻璃砖，观察光射入玻璃砖的情况，并用铅笔把入射光线和折射光

线的位置作记号A和C。如图3所示。

0移去玻璃砖，描出线AO和OC并标出光线的传播的方向，如图4所示。

®重复实验步骤03，增大（或减小）入射角的大小，观察折射光线的变化，并作出记号。如图5所示。

0重复实验步骤O1②，让激光束从玻璃砖射入空气，沿co方向入射，观察出射光线的位置。并作出光路图。如图6所示。

O重复实验步骤O1②，让激光束沿NO方向入射，观察折射情况，并作出光路图。如图7所示。

图1图2图3

图4图5图6

图7

分析论证: 从图4中可以得到：；

从图4和图5中可以得到：

从图6中可以得到：；

从图4和图6中可以得到：；

从图7中可以得到：；

得出结论: 光的折射规律：（三线关系）折射光线、入射光线和法线位于;折射光线、入射光线分

居法线_________ 。（两角关系）当光从空气斜射入水或玻璃其它透明介质时，折射角_______ 入射角；当光从

水或玻璃其它透明介质斜射入空气中时，折射角______________________ 入射角。在折射时，折射角随着入射角的增大

而_____ ，随着入射角的减小而_______________ 。当光垂直入射时，传播方向不改变。

注：光在折射时，光路也是可逆的。

通过以上的学习，你能否作出水中点A发出的两条光线进入空气中传播的大致情况。

如果点A是插入水中的筷子上的一点，你就可以理解筷子为什么能够向上弯折了。

问题3――生活中和自然中有哪些折射现象呢？

池塘水的深度感觉变浅了：是由于河底反射的光经水斜射入空气中时，折射光线向________ 偏折，使得

折射角________ 入射角。人们沿着光线的反向延长线看去，感到河床被抬高了。与此相类似的插入水中的筷

子向上弯折也是这个道理。

看水中的鱼，由于光的折射我们看到的并不是实际的鱼，而是鱼的虚像。并且像的位置在实际鱼的斜

上方。因此有经验的渔民叉鱼时，要叉向鱼的_________________ 。相反鱼看岸上的人，也是变_了的虚像（填高或低）。

海市蜃景则是由于空气各层的密度并不均匀，光线在通过大气层时，不断发生 ________ 的缘故。因此，

早上看到的初升的太阳，并不是实际的太阳，实际的太阳在地平线的_________ （填“上方”或“下方”）。

晚上看天上的星星会眨眼睛，也是由于光的折射这个原因。

三、典例分析

如图所示，有束光线从空气射入某种透明介质，在分界面处发生反射和折射，则 _________ 是反射光线，

是折射光线。

解析：由图可看出，因为/ FHE=Z DHE所以光线FH和DH中一条是入射光线，另一条是反射光线，则HB 一定是折射光线了。又因为入射光线和折射光线分居法线的两侧，则AE为法线，FH为入射光线，HD为反

射光线，还因为入射光线跟反射光线在界面的同侧，所以CG为界面。这是一道有关反射和折射的综合题，

对这样的题目，要认真观察光路，并结合光的反射定律和折射规律加以解决。

答案：HD HB

四、达标训练

1下列是一些日常生活和自然界中的光现象：O 1日食和月食；02水中倒影；03小孔成像；04池底“变浅”；⑤黑板“反光” ；G6雨后彩虹。由于光的折射形成的是_____________________ ；由于光的反射形成的

2、小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如图所示是他根据实验现象画的光路图。改变入射角

的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大。他猜想，当入射角增大到一定程

度时，会出现的现象是___________________________________________ ，他猜想的依据是__________________________________

3、如下图所示是光在玻璃和空气的界面上同时发生反射和折射的情况，可以断定：_

_______ 是入射光线，是反射光线，___________________ 是折射光线，界面的侧是空气。

4

、

(

A

5

、

(

6

、

A

00，则入射光线的入射角应该是一束光线从水中射向空气中，

）

90°；B、00；C 、45°；D 、300；

如图所示的四个图中表示了光线穿过玻璃砖的光路图，）

一束光线由空气斜射入水中时，逐渐减小，且总小于入射角；逐渐减小，且总

小于入射角；

其中只有一个是正确的，你认为是

如果入射角逐渐增大，折射角将

且总大于入射角;

且总小于入射角;

B 、逐渐增大，

D 、逐渐增大，

是界面，