4.4光的折射(导学案)
【学习目标】
1.了解光的折射现象。
2.知道光在发生折射时,光路是可逆的。
3.能够利用所学知识解释生活中的折射现象。
【学习重点】光的折射规律及其解释有关现象。
【学习难点】用光的折射规律解释光的折射现象。
【自主预习】阅读教材第101页第4节《光的折射》,并完成以下内容:
1.光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生,这种现象叫做光的折射.
2.光的折射规律:
①折射光线、入射光线和法线在同一内;折射光线和入射光线分居在法线侧。
②光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射光线向方向偏折,折射角于入射角;当入射角增大时,折射角也。当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向。
③在折射现象中,光路(选填“可逆”或“不可逆”)。
3.“潭清疑水浅”是光的现象。“疑水浅”是指站在岸边向水底看,觉得水底比实际的(选填“浅”或“深”)一些。“海市蜃楼”是远处物体发出的光在射向空气的过程中,由于空气疏密不均匀而发生产生的现象。
【合作探究】
探究一、光的折射
1.光的折射概念
【想一想】光在同种均匀介质中沿直线传播,如果光从一种介质进入另一种介质,会怎么传播呢?
(1)光的折射现象
【做一做】如甲图所示,是让一束光从空气斜射入水中的情景。在水中滴几滴牛奶来显示光路。
情景描述:这束光在分界面上分成两部分,一部分光被界面反射回空气,还有一部分光射入水中,并且发生了偏折。
甲乙
(2)光的折射概念
光从一种介质射入另一种介质时,传播方向会发生,这种现象叫作光的折射。
一般情况下,一种介质为空气,另一种介质为水或玻璃。注意要斜射入。
(3)描述折射现象的几个概念(如上图乙所示)
①入射光线:照射到两种介质分界面的光线;
②折射光线:进入另一种介质的光线;
③法线:过入射点且垂直于两介质分界面的直线;
④入射角:入射光线与法线的夹角;
⑤折射角:折射光线与法线的夹角。
(4)理解光的折射现象
①当光从一种介质斜射入另一种介质中时,在两种介质的分界面上,光线的传播方向一般要发生改变。其中一部分光线发生射,同时还有一部分光线进人另一种介质中而发生射。
②发生光的折射时,因为光是在两种介质中传播的,所以传播的速度是不相同的。
③当同种介质不均匀时,光的传播方向也会发生改变,即会发生折射。
【想一想】光反射时遵循光的反射定律,那么,光在折射时有什么规律呢?
2.探究光折射时的特点
【提出问题】清澈见底、看起来不过齐腰深的池水,不会游泳的人千万不要贸然下去,因为它的实际深度会超过你看到的深度。这是因为光从水斜射入空气中发生折射的缘故。
那么当光从一种介质进入另一种介质中时,光的传播方向如何偏折?折射光线、入射光线的位置有什么关系?折射角跟入射角大小是什么关系?
【猜想与假设】请跟小组同学讨论,说说你们的猜想。你的猜想是:
①当光从一种介质进入另一种介质中时,可能会。
②折射光线、入射光线位于法线。
③折射角可能入射角。
【实验器材】激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘(标有角度)。
【设计并进行实验】
①如图甲所示,让一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中,观察光束在空气和玻璃砖中的径迹,并比较折射角和入射角的大小,将数据记入表格中。
②如图乙所示,让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中,重复上述实验。
③如图丙所示,让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中(或从玻璃垂直射到空气中),观察光的传播路线。
甲乙丙
④如图所示,让光从空气斜射入半圆形玻璃砖,同时逆着折射光射入另一束光,观察两束光在空气中的传播途径。
【收集证据】实验数据记录表格:
实验次数
介质
入射角
折射角
1
光从空气斜射入玻璃
2
光从空气斜射入玻璃
3
光从空气斜射入玻璃
4
光从空气垂直入玻璃
【分析论证】
①当光从空气斜射入玻璃中时,折射光线向法线,折射角入射角。当入射角增大时,折射角也;当入射角减小时,折射角也减小。
②当光从空气垂直射入玻璃中时,传播方向。
③光从玻璃斜射入空气中时,可以看到,进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出,就是