第五章光现象四、光的折射光的折射现象内容光从一种介质斜射入另一种介质概中时,传播方向图示或说明念通常会发生偏折,这种现象就是光的折射光从空气斜射入水中时，会发生折射现象，导致船桨看起来像折断了一样.光发生折射的条件（1）光要“斜射”；（2）光从一种介质射入另一种透明介质或在同种不均匀介质中传播（1）折射是光从一种透明介质斜射向另一种透明介质的分界面时发生的,折射的原因是光在不同介质中的传播速度不同;知识解读（2）发生光的折射时,同时伴随着光的反射,但光在发生反射时不一定发生折射;（3）光从一种介质垂直射入另一种介质中时,传播方向不会发生改变,即按原来的方向传播例1（北京中考）如图5-4-1所示的光现象中,由于光的折射形成的是（C）A.赵州桥在水中形成“倒影”B.手在墙上形成“手影”C.筷子好像在水面处向上弯折D.景物在凸面镜中成像图5-4-1解析：桥在水中形成的“倒影”是平面镜成像现象,是光的反射形成的；手在墙上形成的“手影”是光的直线传播而形成的；景物在凸面镜中成的像是光的反射形成的；筷子好像在水面处向上弯折是光从水进入空气中时发生折射而引起的.故选C.发生折射现象时有两个基本特点：①光从一种介质进入另一种介质；②光在同种不均匀介质中传播.光的折射规律内容（1）入射光线：射向界面的光线AO；几（2）折射光线：在另一种介质中远离界面的个光线OC；概（3）法线：过入射点并且垂直界面的线MN；念（4）入射角：入射光线与法线的夹角∠AOM；（5）折射角：折射光线与法线的夹角∠CON内容（1）光在发生折射时,折射光光的线与入射光线、法线在同一平面内.光从玻璃进入空气中时，折射角大于入射角.（2）折射光线和入射光线分居巧记乐背折光从一物进另物,法线两侧.同时发生反、折射；射斜线入水要折射,（3）当光从空气中斜射入其他规折线靠近于法线；介质中时,折射角小于入射角；法线垂直于界面,律折线入线分两侧；当光从其他介质中斜射入空气中时,折射角大于入射角水中光斜入空气,折线远离于法线.关于折射规律的几个说明：（1）折射角随着入射角的增大而增大,但不成正比,在叙述时,要先说折射角后说入射角；知识（2）无论光是从空气斜射入其他介质中,还是光从其他介质斜射入空气中,总是在空气中的角大于在其他介质中的角；（3）在折射现象中,光路是可逆的；解读（4）当光从水、玻璃等介质中斜射入空气中时,折射角大于入射角,并随入射角的增大而增大,当入射角增大到一定程度时,折射光线消失,只存在入射光线和反射光线,这时就发生了光的全反射现象光的反射和光的折射的异同点光的反射光的折射①折射光线和反射光线都位于入射光线和法线决定的平面内；②折射光线、反射光线与入射相同点光线均分居法线的两侧；③当入射角变化时,折射角和反射角都随之变化；④在折射和反射现象中,光路都是可逆的光的反射光的折射介反射光线与入射光折射光线与入射光线在两种不质线在同种介质中同介质中,位于界面的两侧不同点角折射角一般不等于入射角,并且当光从空气斜射入水或其他反射角等于入射角介质中时,折射角小于入射角,而光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角度例2（四川广安中考）当光从空气斜射入玻璃中时,会C）发生折射,如图5-4-2所示.画出的折射光路正确的是（图5-4-2解析：由光的折射规律知,当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,故A、B、D错误,C正确.折射引起的光学现象现象现象分析如右图从A点射出的从岸两条光线经折射后射上看入人眼,则我们会觉池水看起图示举例水中得光好像是从A′点射的物入我们眼睛的,因此体我们看起来会觉得物体的位置变浅了来要比实际浅得多现象现象分析若从水中去观察岸上的物体则正好出现相反的现图示举例从水中看岸上的物体跳水运动员在水下观察10m跳台,就会感到其高度超过10m象,如右图水面上的P点位置将会升高现象现象分析由于空气的热胀冷缩而引起空气密度不均匀,光线在密度不均匀的空气中传图示举例海市蜃楼播发生折射,远方景物发出的光经过多次折射射入观察者眼中,逆着光线望去,看到的是景物的虚像（1）无论是从岸上看,还是从水中看,物体的像都升知识解读高了,“从岸上看水中的物体,物体变浅了”，即物体的像变高了；（2）无论是从岸上看,还是从水中看,看到的都是物体的虚像例3（贵州贵阳中考）远看浅浅的湖（河）水,一旦涉入水中后,才发现水的实际深度比看到的要深许多,如图5-4-3所示.水对眼睛的这种“欺骗”,对于想游泳的同学存在很大A.光的直线传播B.光发生了折射C.光发生了反射安全隐患,我们必须要警惕造成这一现象的主要原因是（B）D.某些人的幻觉图5-4-3解析：从岸上看水中的物体,水中物体所发出或反射的光,由水进入空气中时发生折射,折射光线远离法线向下偏折,所以看到的物体要比它的实际的深度浅些.从岸上看水中的物体或者从水中看岸上的物体,看到的都是由于折射而被“升高”的物体的像,即物体实际的位置更“深”一些.对光的传播方向认识不清例4（黑龙江绥化中考）看起来清澈见底不过齐腰深的池水,不会游泳的小明跳下去就出现了危险,幸好有同学及时C）相救.小明在岸上看池水比实际浅的原因是（A.从池底射出的光在水面处发生反射B.小明的眼睛产生的错觉C.从池底射出的光在水面处发生折射D.从空气射入水中的光在水面处发生折射解析：小明从岸上看池水时,光来自看到的物体（池底）,并从水中斜射入空气中,由于折射光线远离法线,人眼逆着折射光线看去,就会看到池底升高了，即池水变浅了,如图5-4-4所示.图5-4-4错解：D注意：人看到物体,是因为物体发出或反射的光线进入人眼,其传播方向为物体到人眼.光的反射与折射现象的辨析例5向平静的水面看去,有时会看到鱼在云里游的情景,D）此时看到的“云”和“鱼”的成因的说法正确的是（A.都是由于光的反射而形成的B.都是由于光的折射而形成的C.“云”是由于光的折射而形成的,“鱼”是由于光的反射而形成的D.“云”是由于光的反射而形成的,“鱼”是由于光的折射而形成的解析：在水面上看到的“云”是平面镜成像现象,是由于光的反射而形成的,而在岸上看到水中的“鱼”,是由于光的折射而形成的虚像.错解：A或B或C注意：云与人在同一介质中,而人与鱼不在同一介质中,所以其成因不同,光在同一介质中传播是光的反射,光在不同介质中传播是光的折射,有些同学因不明白这个道理而错选.
题
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型一光的折射现象例6晚上看天上的星星,会看到星星忽闪忽闪的,像“眨眼睛”似的.对这种现象产生的原因有以下四种猜想,其中符D合实际的是（）A.星星发光是忽明忽暗的B.星星发光是不连续的C.太空中星球繁多,不时地有其他星球挡住被观察的星星射向地球的光线D.大气层的空气密度不均匀且不稳定解析：当星星发出或反射的光穿过大气层时,由于地球周围大气的密度不断变化,大气层对光发生折射且折射光线的方向也在不断变化,所以星光时明时暗地闪烁,像人眨眼睛一样.故选D.题型二光的折射规律角度a探究光的折射规律例7（安徽芜湖期末）某小组同学设计了如图5-4-5所示的实验装置探究光的折射规律,其中竖直放置的光屏EF可绕其上ON所在直线方向前后折转.图5-4-5（1）实验时,光贴着光屏从空气射入水中,该小组同学将不能（填“能”或“不F板向后折转一定角度,则在F板上______能”）看到折射光线,此时折射光线和入射光线在_____（填“在”或“不在”）同一平面内.（2）多次改变入射光线AO与ON的夹角进行实验,该小组测量数据
记录
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表
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所示.分析数据得出的结论是________光从空气_____________________________________________________.斜射入水中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的增大而增大（写出一条即可）（3）该小组同学继续用另一只激光笔让光沿着BO射向在折射现象中,水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明_________________光路是可逆的________________.解析：（1）由光的折射规律知,折射光线、入射光线和法线在同一平面内,所以若将F板向后折转一定角度,则F板与入射光线、法线不在同一平面内,故在F板上不能看到折射光线,但此时折射光线和入射光线仍在同一平面内.（2）分析表中的数据可得到：光从空气斜射入水中时,折射角小于入射角,折射角随入射角的增大而增大.（3）该小组同学继续用另一支激光笔让光线沿着BO射向水面时,可看到折射光线沿OA射出,这说明在折射现象中,光路是可逆的.角度b利用光的折射规律作图例8（山东聊城中考）如图5-4-6所示,一束光射向一块玻璃砖,并穿过玻璃砖.画出这束光进入玻璃砖和离开玻璃砖后的光线（注意标出法线）.图5-4-6解析：先由入射点和界面画出法线,当光从空气斜射入玻璃砖中时,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角,作出折射光线的大体传播路径.当光从玻璃砖斜射入空气中时,入射光线和折射光线分居法线两侧,折射角大于入射角.
答案
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：如图5-4-7所示.图5-4-7方法点拨：在折射现象中,光路是可逆的,本题中入射光线进入玻璃砖中时,折射角的大小与从玻璃砖进入空气中时的入射角相等,所以从玻璃砖进入空气中时折射角等于第一次折射时的入射角,即最后的折射光线与进入玻璃砖时的入射光线平行射出.例9光能够在其中传播的物质叫介质.光在同种均匀介质中传播的路线是直线.当光在不均匀的介质中传播时,它传播的路线不再是直线,而会发生弯曲.如太阳光通过地球大气层时,由于大气密度分布不均匀,因而光的传播路线是弯曲的,如图5-4-8甲所示.因此,地球上的人看到的太阳位置要比它的实际位置高.根据上述事实,完成下面题目的有关要求.在一底面是平面镜、四周是透明玻璃的空鱼缸内注入一定量的水,然后在鱼缸底部均匀地撒上一层砂糖.当砂糖刚全部溶解后,让激光发生器L发出的一束激光从鱼缸的一个侧壁靠近底部处射入，可以观察到激光束在鱼缸底部糖液中的传播路径类似于乒乓球向前运动不断与水平桌面发生碰撞所出现的运动轨迹,如图乙所示.请解释出现上述现象的原因.要求在解释过程中能说明：甲图5-4-8乙（1）激光束进入溶液后为什么会按图中所示那样弯曲；在同种均匀介质中,光是直线传播的.砂糖水溶液的密度不是均匀的,越深密度越大,激光入射时是斜射的,所以激光传播时发生折射,即传播路线是弯曲的.（2）在A、B两点处发生了什么现象；在A、B两点处发生了反射现象.（3）粗略说明为什么OA、AB、BC基本相似.从O、A、B点反射的光方向是一样的,同一深度液体的密度是相同的,所以光传播规律一样,因此OA、AB、BC基本相似.解析：（1）因为在均匀介质中，激光是沿直线传播的，砂糖水溶液的密度是不均匀的，越深密度越大，所以激光进入溶液后会弯曲.（2）O向上的半段液体的密度减小,最高点几乎为纯水，所以开始时激光向下弯折,到达一定程度后,继续向下弯折,后半段液体的密度增大,A点最大,当光线发生弯折后射到A点时,发生反射；同理,在B点也会发生反射现象.（3）在液体中同一深度液体的密度相同，所以传播规律相同.解读中考：本节学习的重点是光的折射现象的判断、光的折射规律的应用和利用光的折射规律作图,有时也与光的反射、光的直线传播和后面所要学的光的色散综合辨析,一般以选择题、填空题、作图题和实验题为主.考点一光的折射的应用教材第114页“做一做”将一枚硬币粘在搪瓷杯底部.将你的头部向后移一点,使硬币刚好被杯口边缘遮住而看不见（图5-30）.请另外一位同学把水徐徐加入杯中（不要使硬币改变位置）,虽然眼睛的位置、杯和杯中硬币的位置都没有改变,但硬币又可以重新映入眼帘.这是因为硬币反射的光经水面折射，折射光线远离法线向下偏折进入人眼，人眼逆着折射光线看去，看到硬币变高了的虚像，如图5-31所示.图5-30图5-31例10（福建厦门中考）《康熙几暇格物编》中记载：“置钱碗底,远视若无,及盛满水时,则钱随水光而显现矣.”如图5-4-9所示,把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处,用激光笔从A点向______E（用图中字母表变高示）处照射,可照亮铜钱.加满水,从A处看到像的位置将____（填“变高”“变低”或“不变”）.图5-4-9解析：把铜钱放在碗底B处后加适量水,从A处恰好看到铜钱的像在E处；由于在光的折射现象中,光路是可逆的,所以用激光笔从A点向E处照射时,光线会原路返回,即可照亮铜钱.由于入射点升高,人眼逆着射来的光线看去,看到像的位置将变高.考点二光的折射现象的辨析教材第111页“内容节选”如图5-25所示,把一根筷子插入水中,筷子看起来弯折了；透过压在书页上的玻璃砖看书,书上字的位置有些偏移.这些都是光线从一种介质射入另一种介质时发生折射（refraction）现象的结果.图5-25例11（江苏徐州中考）下列观察到的各种现象中,由于光的折射形成的是（C）A.阳光下人的影子B.水中树的倒影C.池水变“浅”了D.日食解析：阳光下人的影子和日食是由光的直线传播形成的,A、D不符合题意；水中树的倒影是平面镜成像现象,是由光的反射形成的,B不符合题意；池水变“浅”了,是由光的折射而引起的,C符合题意.考点三光的折射作图教材第113页“图5-28”在图5-28甲中，设在水面下有一发光物体A，它从水面下发出的光线AO和AO′在进入空气时传播方向发生改变，当这两条光线射入眼睛时，观察者会认为光线是从A′处射来的.这样观察者看到的物体位置比实际的位置升高了，人看到筷子没入水中的部分上翘也是同样的道理（如图乙）.甲图5-28乙例12（湖北黄冈中考）潭清疑水浅,安全记心间.如图5-4-10所示,A是水池底某点,请作出光线AO的折射光线以及人从岸上看到A的像A′.图5-4-10图5-4-11解析：过入射点并且垂直界面的线为法线,再根据光从水斜射入空气中时折射角大于入射角,在空气中法线的另一侧画出折射光线,将两条折射光线反向延长,其交点即为人所看到的A点的像的位置A′.答案：如图5-4-11所示.核心素养例13在探究“光从空气斜射入水和油中时，哪种液体对光的偏折本领较大”的实验中，小明提出如下实验
方案
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：先让一束入射光从空气直接斜射入透明的空水槽中，记录下光斑位置(如图5-4-12甲所示)；接着分别倒入水和油，记录对应的光斑位置，再通过分析就可得到实验结论.经讨论，同学们认为这一方案是可行的，于是进行了探究实验.甲乙丙图5-4-12(1)要实现探究目标，他们应选择图乙中的B_____(、D填字母序号)两图做实验.(2)实验时，同学们在水槽底部贴上一把自制纸质刻度记录每一次光斑的位置尺，这样做的目的是_________________________________.(3)某小组同学正确实验后，所记录的三次光斑的相对位置如图丙所示，经分析可知：光从空气斜射入水和油中油对光的偏折本领较大.时，_____解析：(1)要探究水和油对光的偏折本领大小，必须控制入射角和液面的高度相同，符合条件的有B、D两图；(2)在水槽底部贴上一把自制纸质刻度尺，目的是记录液体中光斑的位置，比较液体对光的偏折程度；(3)根据图丙可知，油中光斑的位置距离空气中光斑的位置比较远，因此油对光的偏折程度大，即油对光的偏折本领较大.
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