第17课 光的折射 张

1、ABO1O2S1S如如右右图所示图所示,O,O1 1A A和和O O2 2B B是从同一是从同一发光点发光点S S发出的光线经平面镜反发出的光线经平面镜反射后的反射光线射后的反射光线, ,请画出发光点请画出发光点S S的位置和入射光线的位置和入射光线? ?（2013资阳）资阳）11（2分）如下中图所分）如下中图所示，已知一束光的一条边缘光线示，已知一束光的一条边缘光线a的传播的传播光路，请根据光的反射定律作出另一条光路，请根据光的反射定律作出另一条边缘光线边缘光线b的传播光路，并在虚线框内画的传播光路，并在虚线框内画出相应的光学元件。出相应的光学元件。（20132013武汉）武汉）23.（5分

2、）某同学利用两支分）某同学利用两支同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特同样的蜡烛等实验器材探究平面镜成像的特点。点。（1）实验时，在桌面上铺一张大纸，纸）实验时，在桌面上铺一张大纸，纸上竖立一块上竖立一块 ，作为平面镜。在纸上，作为平面镜。在纸上记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛放在记下平面镜的位置，把一支点燃的蜡烛放在镜前，可以看到它在镜后的像。镜前，可以看到它在镜后的像。再拿一支再拿一支 的蜡烛，竖立着在镜的蜡烛，竖立着在镜后移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的后移动，直到看上去它跟前面那支蜡烛的像像 。（2）他在白纸上记下了两支蜡烛的位置）他在白纸上记下了两支蜡烛的位置，如图所示，如图所

3、示，A、B分别表示两支蜡烛，请分别表示两支蜡烛，请画出该同学在画出该同学在S处看到蜡烛在平面镜中所成处看到蜡烛在平面镜中所成像的光路图（保留作图痕迹）像的光路图（保留作图痕迹）玻璃板玻璃板没有点燃没有点燃完全重合完全重合（20132013雅安）雅安）2828. . 如图如图17 17 所示是一种称为所示是一种称为“角反角反射器射器” 的光学装置的光学装置, , 有一束激光沿有一束激光沿a a、b b 方向入射方向入射到平面镜到平面镜S S1 1 上。试在图中作出经平面镜上。试在图中作出经平面镜S S1 1、S S2 2 反射反射后的光路后的光路, , 并保留必要的作图痕迹。并保留必要的作图痕迹

4、。1.1.光从一种物质光从一种物质斜射斜射入另一种物质时入另一种物质时, ,传播方向传播方向会发生会发生变化变化, ,这种现象叫光的折射。这种现象叫光的折射。一、光的折射一、光的折射:为什么要斜射为什么要斜射? 折射后光的传播速度会改变吗折射后光的传播速度会改变吗?2.2.光的折射定律光的折射定律: :ri折射时折射时光路是光路是可逆可逆的的i折射角折射角不等于不等于入射角入射角入射光线入射光线. .折射光线折射光线. .法线法线在同一平面上在同一平面上 （三线共面）（三线共面）折射光线和入射光线分居折射光线和入射光线分居在法线的两侧在法线的两侧 （两线分居）（两线分居）入射角入射角:i:i折

5、射角折射角:r:r反射角反射角:i:i如何理解折射角不等于入射角如何理解折射角不等于入射角? ?入射角增大入射角增大, ,折射角也增大折射角也增大垂直入射，方向不变垂直入射，方向不变会改变会改变（光在传播速度大的地方角度大）（光在传播速度大的地方角度大）3.3.光的折射现象的例证：光的折射现象的例证：(1)(1)水中的筷子水中的筷子向上向上弯弯(2)(2)池水看起来比实际的浅池水看起来比实际的浅o oo o(3)(3)看到的玻璃看到的玻璃台台面面下下的的字的像变字的像变高高, ,还是变低了还是变低了? ?(4)(4)潜水员在水中看到的陆地上的物体比实际要高潜水员在水中看到的陆地上的物体比实际要

6、高还是低？还是低？(5)(5)解释下列现象解释下列现象: :海市蜃楼海市蜃楼早晨或傍晚看到的早晨或傍晚看到的太阳其实在地平线下太阳其实在地平线下彩虹的形成彩虹的形成(6)(6)三棱镜对光的色散现象三棱镜对光的色散现象, ,凸透镜成像凸透镜成像从水中看岸上的物体或者在岸上看水中的物体，从水中看岸上的物体或者在岸上看水中的物体，看到的是虚像，像的位置比实际位置都要高看到的是虚像，像的位置比实际位置都要高 1. 1.水下光源水下光源S S发出的某条发出的某条光线进入空气光线进入空气, ,它在空气中折射光线可它在空气中折射光线可能的位置是能的位置是_。4 42 2水水空气空气1 13 34 42.2.

7、如图一束光从空气斜射入水中发生反射如图一束光从空气斜射入水中发生反射和折射的光路图和折射的光路图, ,现将容器右侧抬高一些现将容器右侧抬高一些, ,入射角、反射角和折射角各有什么变化入射角、反射角和折射角各有什么变化? ?都不变都不变浮光跃金浮光跃金,静影沉璧静影沉璧锦鳞游泳锦鳞游泳3.3.岳阳楼记岳阳楼记沙鸥翔集沙鸥翔集, ,锦鳞游泳锦鳞游泳; ;岸芷汀兰岸芷汀兰, ,郁郁青青。而或长烟一空郁郁青青。而或长烟一空, ,皓月皓月千里千里, ,浮光跃金浮光跃金, ,静影沉璧静影沉璧 文中所描写的情景中文中所描写的情景中, ,与光的反射现象有关的是与光的反射现象有关的是 , ,与光的折射有关的是与

8、光的折射有关的是 。4.4.站在湖边俯视平静的湖面，可以看到站在湖边俯视平静的湖面，可以看到: :船儿在水面漂船儿在水面漂浮浮, ,鸟儿在水中飞翔鸟儿在水中飞翔, ,鱼儿在白云中穿游鱼儿在白云中穿游, ,清山倒立在水清山倒立在水中。其中看到景物中中。其中看到景物中, ,由于光的折射而形成的是由于光的折射而形成的是( )( )A.A.船儿船儿 B. B.鸟儿鸟儿 C. C.鱼儿鱼儿 D. D.青山青山C8 8. .一束光线通过玻璃三棱镜后一束光线通过玻璃三棱镜后, ,从从ABAB边边射出的折射光线会射出的折射光线会( )( )A.A.沿原方向不变沿原方向不变 B.B.向向BCBC边偏斜边偏斜C.

9、C.向向A A点偏斜点偏斜 D.D.平行于平行于BCBC方向方向BACB5.5.大气的密度是随着高度的增加而减小的大气的密度是随着高度的增加而减小的. .下面的四个下面的四个图中图中, ,能粗略表示从大气层外射来一束阳光射到地面的能粗略表示从大气层外射来一束阳光射到地面的路径的是路径的是( )( )B6.6.有一束入射光有一束入射光, ,从空气斜射入某透明从空气斜射入某透明物质物质, ,在界面处有反射现象和折射现象在界面处有反射现象和折射现象同时发生同时发生, ,得到得到OA,OB,OCOA,OB,OC三条光线三条光线, ,并并画出界面画出界面PQPQ和法线和法线MNMN。ABCO801207

10、.7.一束光线与界面成一束光线与界面成30300 0角射到界面上时角射到界面上时, ,发生了反射和发生了反射和折射折射, ,已知反射光线与已知反射光线与折射光线的夹角折射光线的夹角85850 0, ,折射角为折射角为( )( )A.15A.15 B.35 B.35 C.45C.45 D.60D.60B1.1.凸透镜使光线会聚凸透镜使光线会聚2.2.凹透镜使光凹透镜使光线变得发散线变得发散二、二、透镜的性质透镜的性质三条特殊光线三条特殊光线三条特殊光线三条特殊光线跟主轴平行的光线跟主轴平行的光线, ,折射后通过焦点折射后通过焦点通过焦点的光线通过焦点的光线, ,折射后跟主轴平行折射后跟主轴平行通

11、过光心的光线经过透镜后方向不变通过光心的光线经过透镜后方向不变( (一般一般, ,薄薄进进厚出厚出) )3 3. .凸透镜凸透镜成像规律成像规律物距物距像的性质像的性质像距像距应用应用u2f 2fufuvfv=2fv2f一焦定虚实一焦定虚实二焦定大小二焦定大小物近像退像变大，物退像近像变小物近像退像变大，物退像近像变小3.3.人眼球的作用人眼球的作用: :(1)(1)晶状体晶状体、房水、玻璃房水、玻璃体和角膜共体和角膜共同组成眼球同组成眼球的折光系统的折光系统(2)(2)晶状体晶状体相相当于当于凸透镜凸透镜(3)(3)视网膜视网膜相当于相当于光屏光屏房水房水正常眼：正常眼：远处物体反射的光线经

12、过晶远处物体反射的光线经过晶状体的折射后形成的像落在视网膜上状体的折射后形成的像落在视网膜上近视眼：近视眼：晶状体曲度过大晶状体曲度过大(或眼球前或眼球前后径过大后径过大)使像落在视网膜的前方使像落在视网膜的前方远视眼：远视眼：晶状体曲度过小晶状体曲度过小(或眼球的或眼球的前后径过小前后径过小)使使像落在视网膜的后方像落在视网膜的后方4.4.近视眼和远视眼的成因近视眼和远视眼的成因及矫正及矫正: :晶状体曲度过大的原因晶状体曲度过大的原因?矫正矫正:戴凹透镜戴凹透镜矫正矫正:戴凸透镜戴凸透镜近前凹，远后凸近前凹，远后凸1(2013浙江金华)下列四种情景中，属于光的折射的是()【解析】平面镜成像

13、是光的反射现象；塔在水中的“倒影”是水面成像，属于光的反射现象；放大镜把文字放大，是利用了凸透镜成正立、放大的虚像的原理，属于光的折射现象；手的影子是光沿直线传播形成的。【答案】C2(2013浙江义乌)陶瓷茶杯底部放有一枚硬币，人移动到某一位置时看不到硬币(如图 171 甲所示)。人位置不变，往茶杯中倒入一些水后，又能看到硬币了(如图 171 乙所示)，这主要是由于()图 171A光的直线传播B光的折射 C光的反射D凸透镜成像【解析】硬币反射出的光线被陶瓷茶杯侧壁挡住，人看不见硬币，这是光在同种均匀介质中沿直线传播的缘故；倒入一些水后，硬币反射的光线从水中斜射入空气中时，在水面处发生折射，折射

14、光线远离法线方向，人眼逆着 折射光线看去，看到的是位置变高的硬币的像。所以看不见是由于光的直线传播，又看见了是由于光的折射。故选 B。【答案】B3(2013上海)光从空气射入水中，入射角为 0，折射角为()A0B30C45D60【解析】当入射角为 0时，说明光线垂直射向水面，此时光的传播方向不变，因此入射光线、折射光线与法线重合，所以入射角、折射角都为 0。故选 A。【答案】A4(2013四川乐山)常见的视力缺陷有近视和远视。如图 172 所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型及矫正视力应该配戴的透镜种类是()A远视眼，凸透镜B远视眼，凹透镜C近视眼，凸透镜D近视眼，凹透镜图图

15、17-2【解析】本题考查学生对近视眼和远视眼的成因以及矫正方法的理解和掌握 。近视眼是晶状体曲度变大，会聚能力增强，像成在视网膜的前方，应配戴能使光线发散的透镜，即凹透镜进行矫正。故选项 D 正确。【答案】D考点一考点一光的折射规律光的折射规律1如下所示的四幅图中，能正确表示光从空气射入水中的是(D)2光的折射规律的内容可简单概括为：(1)三线共面；(2)两线异侧；(3)光线在空气一侧与法线所构成的夹角较大。考点点拨1光的折射现象指光线由一种物质斜射入另一种物质时 ，光的传播方向发生改变的现象。如果是垂直入射，光的传播方向则不会发生改变。2在光的折射现象中，光路是可逆的。【精选考题 1】(20

16、13浙江宁波)如图 173 所示，水槽的右壁竖直放着一面平面镜。无水时，射灯从 S 点发出的光经平面镜反射后，左壁上会出现一个光点 P。往水槽内加水，当水面处于 a、b、c、d 四个位置时，左壁上分别出现Pa、Pb、Pc、Pd四个光点(不考虑水面对光的反射)。则四个光点在左壁上的排列从下往上依次为()APa、Pb、Pc、PdBPd、Pc、Pb、PaCPc、Pd、Pa、PbDPb、Pa、Pd、Pc图图17-3【点评】(1)本题考查光的反射和光的折射现象，难度中等。(2)分别画出当水面处于 a、b、c、d 四个位置时的光路图是解答此题的关键。【解析】往水槽内加水，当水面处于 a 时，光线经水面发生

17、折射，此时折射角大于入射角，当折射光线射到右壁上，再发生反射，射到左壁的 Pa点上，同理，当水面处于 b 时，光线经水面发生折射，此时折射角大于入射角，当折射光线射到右壁上，再发生反射，射到左壁的 Pb点上，当光 c、d 两点时，先发生反射，再发生折射，射到左壁的 Pc、Pd上，如解图所示。解图解图【答案】【答案】 A【预测演练 1】已知玻璃的折射率大于空气的折射率，一束激光 AO 由空气斜射入平行玻璃砖的上表面，经两次折射后从玻璃砖的下表面射出，下列所作的四个折射光路图中，可能正确的是()【解析】 当光从空气斜射入玻璃时， 根据光的折射规律可知， 折射角小于入射角，所以折射光线比入射光线更靠

18、近法线；当光线从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以折射光线相对于入射光线要远离法线。【答案】A考点考点二二凸透镜凹透镜人眼对光的作用凸透镜凹透镜人眼对光的作用1透镜有凸透镜和凹透镜两种，中间厚边缘薄的叫做凸透镜，它对光线有会聚作用。中间薄边缘厚的叫做凹透镜，它对光线有发散作用。2眼球由角膜、房水、玻璃体、晶状体组成，相当于一个可变焦距的凸透镜。3近视眼的成因是来自远处物体的光聚焦在视网膜_前_，应戴凹透镜来矫正。远视眼的成因是来自近处物体的光聚焦在视网膜_后_，应戴_凸_透镜矫正。考点点拨1理解利用光具座来研究凸透镜成像的过程。会从光具座上读出物距、像距。观察实像或虚像。知道凸透镜所成

19、的像可以是实像 ，也可以是虚像，而凹透镜只能呈虚像。2整个眼球折光系统相当于一个可变焦距的照相机。3视觉的形成：进入眼球的光线发生折射，成像于视网膜并产生兴奋，通过视神经传到大脑，在视觉中枢形成视觉。4近视眼、远视眼的成像光路图及其矫正方法(见图 174 和图 175)。图图17-4图图17-5【精选考题 21】(2013浙江杭州)将点燃的蜡烛放在一凸透镜前 l.5 倍焦距的地方，当它向与它同侧的距离透镜 3 倍焦距的地方移动时，它所成的像()A变大B变小C先变小后变大D与蜡烛之间的距离变小【点评】(1)本题考查凸透镜的成像，难度较小。(2)熟悉课本实验，掌握凸透镜的成像规律是解答本题的关键。

20、【解析】蜡烛放在凸透镜的 1.5 倍焦距的地方，成倒立、放大的实像，当它向离透镜 3 倍焦距的地方移动时，凸透镜成实像，物距增大，像距减小，像逐渐变小。故选 B。【答案】B【预测演练 21】将蜡烛、焦距为 10 厘米的凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，使烛焰、透镜和光屏的中心在同一高度上。移动蜡烛使烛焰距凸透镜 25 厘米，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像。根据这一成像规律，请举一个生活中的应用实例：。【解析】掌握凸透镜成像的三种情况和应用：u2f，成倒立、缩小的实像，应用于照相机和摄像机； 2fuf， 成倒立、 放大的实像， 应用于幻灯机和投影仪；uf，成正立、放

21、大的虚像，应用于放大镜和老花镜。【答案】缩小 照相机【精选考题 22】(2012湖北武汉)如图 176 所示，将凸透镜看做眼睛的晶状体，光屏看做眼睛的视网膜，烛焰看做被眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是()A将蜡烛远离凸透镜B将光屏远离凸透镜C将光屏靠近凸透镜D将光屏和蜡烛同时远离凸透镜图图17-6【点评】(1)本题考查近视眼的矫正和凸透镜的特点及其成像规律 ，难度较大。(2)本题以实验为载体，考查学生运用凸透镜成像规律进行分析的能力，综合性较强。(3)求解本

22、题的关键是知道凹透镜对光线有发散作用及凸透镜的成像规律 ，并知道能用缩小像距和调节物距的方法使像清晰地出现在屏上。【解析】近视镜片属于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，有近视镜片时，凸透镜所成的像会后移；拿走近视镜片后，蜡烛烛焰的像成在光屏的前面，即凸透镜所成的清晰的像应该在光屏和透镜之间 ，所以应将光屏向靠近透镜方向移动或将蜡烛靠近凸透镜，才能得到清晰的烛焰的像。【答案】 C【预测演练 22】 在探究“近视眼的形成原因和矫正方法”时， 小蓉同学选择了如下器材：蜡烛(模拟所视物)、水凸透镜(模拟人眼晶状体，并与注射器相连)、光屏(模拟人眼视网膜)、光具座等。请回答(注：水凸透镜的凸起程度可以通过

23、注射器注入或吸取水的多少来调节)：(1)如图 177 所示，小蓉安装并调整好实验装置，将点燃的蜡烛置于透镜前某一位置时，在光屏上得到了烛焰清晰的像；当向水凸透镜内注入水 ，使透镜更凸后，发现光屏上已无烛焰清晰的像。若要在光屏上再次得到烛焰清晰的像，则应在透镜前放置一块_透镜；若撤去放置的透镜，则应将光屏(填“靠近”或“远离”)水凸透镜，才能得到清晰的像。图图17-7(2)根据上述实验， 可知近视眼的形成原因是。【解析】当向水凸透镜内注入水，使水凸透镜更凸后，发现光屏上烛焰清晰的像消失了，其原因是水凸透镜越凸，对光线的会聚能力越强，原本成在光屏上的像会随着水凸透镜变凸而移到光屏前方某位置。若要让

24、像重新成到光屏上 ，可以采取以下措施：减弱对光线的会聚作用，即在水凸透镜前放置合适的凹透镜；将光屏向水凸透镜移动适当距离。【答案】 (1) 凹 靠近(2) 晶状体较正常人眼更凸(或晶状体偏折能力强、对光线的会聚能力强)，成像于视网膜之前1(2012浙江衢州)乙同学把刚买的矿泉水随手放在科学书上，发现“学”字变大(如图 178)，产生这一现象的原因是()A光的反射B光的折射C光的直线传播D平面镜成像图图17-8【点评】(1)本题考查光的折射现象，难度较小。(2)注意日常生活中有关光的现象。【解析】装有水的矿泉水瓶相当于一个凸透镜，此时将字放在凸透镜后面，即相当于将字放在了凸透镜的 1 倍焦距以内

25、，故此时能看到一个正立放大的虚像， 故该现象的成因是光的折射现象。【答案】 B2 (2013山东泰安)如图所示的四种现象中， 属于光的折射现象的是()【点评】(1)本题考查光的折射现象及其应用、光直线传播的应用和光的反射 ， 难度较小。(2)光线在同种不均匀介质中传播或者从一种介质进入另一种介质时 ，就会出现光的折射现象，例如水池底变浅、水中筷子变弯、海市蜃楼等都是光的折射形成的。(3)此题通过几个日常生活中的现象考查了对光的折射、光的直线传播、光的反射的理解，要善于利用所学知识解释有关现象，达到学以致用的目的。【解析】花瓶在平面镜中的像，是光的反射现象，不符合题意；指针在阳光下形成影子，是光

26、的直线传播现象，不符合题意；烛焰通过小孔成的像，是小孔成像，是光的直线传播现象，不符合题意；透过放大镜观察手指，利用了凸透镜成像，属于光的折射现象，符合题意。【答案】D3(2013山东济宁)小文和小满在探究“光的折射规律”时，通过实验收集到的实验证据：当入射角为 45时，折射角为 30，但粗心的小文没有及时在图中标出折射光线的位置，请你在图 179 中标出折射光线，根据图示可知光的传播方向改变的角度是_。图 179【点评】(1)本题考查光的折射规律和作图，难度较小。(2)解答本题的关键是理解记忆光的折射规律并且与光的反射规律相互区别 ，利用题中的有效信息作图。【解析】光的折射规律的内容可简单概括为：三线共面、两线异侧、光线在空气一侧与法线