光的折射、光的色散

【本讲教育信息】

一、教学内容：

光的折射、光的色散

二、考点点拨

1. 知道光的折射现象及折射光线、折射角。知道光的折射规律，能画出光由空气进入水或玻璃等介质以及由水或玻璃等进入空气中的光路示意图。（重点和难点）

2. 了解反射光路和折射光路都是可逆的。

3. 知道日常生活中由于光的折射而产生的简单现象。

4. 知道太阳光是由七种色光组成的。

5. 知道光的“三基色”和颜料的“三原色”。

三、跨越障碍：

1. 光的折射

将一根筷子放入盛有水的碗中，我们会看到筷子好像在水中弯折了，而从水中拿出后，却发现筷子仍然是直的，这就是光的折射现象。

光的折射：光从一种物质斜射入另一种物质时，光的传播方向会发生偏折的现象叫做光的折射。

同研究反射现象一样，我们在两种介质之间的界面上作一条垂线，称为法线。

入射光线和法线的夹角，叫入射角。

折射光线与法线的夹角，叫折射角。

下图表示的是光从空气中射向水里的折射情况。

折射规律：

光在折射时，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在法线两侧；

折射角随入射角的改变而改变：入射角增大时，折射角也随着增大；入射角减小时，折射角也减小。

当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。

上面的图是光从空气中入射到水中，通过图像我们可以知道此时的入射角大于折射角。

（这是光从空气中入射到水中）

我们把所有的传播光的介质分为两类，一类是空气，另一类是除空气以外的各种介质，如水、玻璃等，当光由空气射入其他介质中时，折射角小于入射角；

（因为我们在学习上节课“光的反射”时，提出光路可逆。在光的折射中，光路同样可逆，也就是说原来的折射光线变为入射光线时，那么原来的入射光线也就变为了折射光线。

那么此时原来的入射角变为了折射角，而原来的折射角变为了入射角）

反过来，当光从其他介质射入空气中时，折射角大于入射角。

分析一下折射规律，我们可以得到以下信息，

（1）三线共面；

（2）分居两侧；

（3）两角关系：即折射角随入射角的变化而变化，当光由空气中斜射入其它介质中时，入射角变大时，折射角也变大，但折射角总是小于入射角。（识记）

（4）光垂直照射到两种介面时，折射光线方向不变，是一个特例。

【典型例题】

例1、如图所示，S为发光点，试作出三条射向水面的入射光线SO、SA和SB的折射光线和反射光线.

点拨：入射光线SO是垂直入射，故一部分光线垂直反射回来，另一部分光线进入水中时传播方向不变；作入射光线SA、SB的折射光线和反射光线时，应先过入射点作法线，再依据光的反射定律作出反射光线，而作折射光线时，要注意两点：（1）入射角大于折射角；（2）入射角变大时，折射角也变大.

例2、在空气与某种介质的界面上，一束光线与分界面成50°角入射，反射光线与折射光线恰好垂直，则反射角为________，折射角为________，光线是由________进入________中的。

点拨：根据题意运用反射、折射规律，完成好光路图，结合几何知识解题.

答案：40°，50°，某种介质，空气

例3、如图，S为发光点，射到水面产生折射，折射光线可能是［］

A. O1M

B. O2M

C. O3M

D. O4M

点拨：光由水中斜射入空气中，折射角大于入射角。

答案：B

2、光的折射现象分析

（1）清澈见底、看起来不过齐腰深的池水，不会游泳的人可千万不要贸然下去，因为它的实际深度将没过胸部，可能会使你惊慌失措而发生危险. 为什么池水看起来比实际要浅呢？

这是因为从池底的一点A射向空气的光线，在水面发生折射，折射角大于入射角，眼睛逆着折射光线看去，觉得好像是从水中的A1点射来的（如下图），眼睛看到的是A点的虚像A1，A1在A的上方，所以看起来池底升高，池水变浅了，盛了水的碗看起来变浅，也

是这个道理。

（2）天空中的繁星为什么会闪烁？

地球上空包围着厚厚的大气层，高度不等时，空气的密集程度不均匀，光会在不均匀的介质中发生折射。实际上繁星是不闪烁的，因为繁星发出的光到达地球时，在经过大气层时光线发生了折射，而由于空气是流动的，那么导致空气的密集程度始终是变化的，所以导致折射光线会发生改变，当地球上的人的眼睛接收到繁星的光线时，就会看到星亮。而当折射光线变化，使繁星的光线到达不了人眼时，就会看到星暗。所以折射光线的变化，导致我们看到繁星是闪烁的。

（3）空气的影子

在被阳光照暖了的田野里，到处都可见到一股股上升的热空气，淡淡的影子若有似无地晃动着，袅袅上升。我们来看这样一个实验。

在桌子上放一支点燃的蜡烛，让蜡烛距墙60多厘米远，然后把灯关上，站在离蜡烛1米远的地方，打开手电筒使它的光照在墙上。在蜡烛阴影上方有一个很淡很淡的影子，这就是上升的热空气留下的阴影，如图所示。

为什么热空气可以留下影子呢？原来空气受热以后，就会膨胀，变得轻了。热空气和冷空气对于光来说，就是两种不同的介质，所以光线在它们的界面上，会发生折射。从手电筒中射出的光，受到烛焰上方的热空气折射，不再笔直向前，而折向其他方向，因此热空气在墙上留下淡淡的影子。

（4）海市蜃楼

夏天，沙漠中干渴的旅人常会在远处看到一片闪光的湖水，郁郁葱葱的树木。可是，当人们怀着狂喜的心情向它奔去时，它又奇迹般地消失了

例4、如图a所示，人眼在A处看见河里B处有一白色鹅卵石，现若使A处激光手电筒的激光束能照射到白色鹅卵石上，则激光束应对着________射出（填“B点”、“B点上方”或“B点下方”）。

点拨：根据题意，B为鹅卵石的像，鹅卵石反射出的光线从水中照射到水面时产生折射，