八年级物理光的折射、光的色散上海科技版知识精讲

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1、此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。初二物理光的折射、光的色散上海科技版【本讲教育信息】一. 教学内容：光的折射、光的色散基本内容：1. 知道光的折射现象及折射光线、折射角。2. 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。3. 了解反射光路和折射光路都是可逆的。4. 知道日常生活中由于光的折射而产生的简单现象。5. 知道太阳光是由七种色光组成的。6. 知道光的“三基色”和颜料的“三原色”。重点：折射和折射规律，会做简单的折射光路。能解释一些有关折射的现象。知道光的色散。难点：有关折射知识的应用。【学习

2、提示】基本知识讲解：在杯里斜放一把调咖啡的小汤匙，浸在水中汤匙的那一部分，看起来好像被折弯了，有点上浮（左图）；人站在水中，腿看起来变短了不少（右图）。这是为什么呢？有一个小实验能帮我们解答这个问题。把一枚硬币放在没有装水的瓷杯里。把瓷杯放在桌子上，慢慢地向远处推移，直到我们的眼睛刚好看不到硬币为止。保持我们的头部不动，缓缓地向杯中倒水，倒着、倒着，怪事出现了，我们又能重新看到杯底的硬币。这是怎么回事？开始，我们看不见硬币是因为来自硬币的光线被茶杯的边缘挡住了，杯中倒了水后，情况就变了，来自硬币的光线从水中射向空气时，在水和空气的界面上改变了前进方向（如左图），所以才能进入我们的视线，因此看到

3、了硬币。而逆着光线看去，硬币仿佛向上抬高了。同样，我们看站在水里的小女孩，腿变短了（右图）。 光从一种物质斜射入另一种物质时，光的传播方向一定发生改变的现象叫做光的折射。或者说光由一种介质射入另一种介质中，光的传播方向一般会发生改变，这种现象叫做光的折射。这两种定义方法都是为了说明当光从一种介质垂直射入另一种介质中时，光的传播方向不改变这个特例，其实如果我们从垂直于水面向下看水中的物体，并没有感到物体被抬高，就是光从水中垂直射入空气中没有发生折射的缘故。同研究反射现象一样，我们在界面上作一条垂线，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

4、向水里的折射情况。我们发现，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。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；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）是三线共面；（2）是分居两侧；（3）是两角关系：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，

5、折射角也变大，但折射角总是小于入射角。（4）是一个特例。在光的反射中，如果我能看到你的眼睛，那你也一定能够看到我的眼睛，这说明反射的光路具有可逆性；同样道理，如果我们让入射光线沿原来的折射光线从水中射入空气中，这时我们会看到在空气中的折射光线会和原来的入射光线重合。也就是折射光路也具有可逆性。运用折射光路的可逆性，我们可以想到，如果我们看到了水中的鱼的眼睛，可以肯定的说，鱼的眼睛也一定能看到你的眼睛。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的浅呢？这是因为从池底的一点A射向空气的光线，在水

6、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。我们可以做这样一个实验：把一个玻璃缸放在桌面上，用一支铅笔紧贴在玻璃缸的外侧，这时你透过玻璃斜着望去，就会发现铅笔好像被折断了一样，铅笔的上半部和下半部错开了，不在一条直线上。原来，光线从玻璃的一面斜射进来的时候，发生了一次折射；从另一面射出的时候，又发生了一次折射（如下图）。因为玻璃的两个表面是平行的，光线折射两次以后，方向仍然不变，只是向侧面平移了一段距离，所以看上去，铅笔的上半部和下

7、半部错开了位置，好像断开了一样。如果玻璃的两个表面互不平行，光线穿过时，前进方向会发生较大变化，如图。棱镜就是如此。从光进入棱镜经过两次折射后的光路图可知，每一次折射，折射光线都要向面积较大的底面偏折，这在透镜中有重要的应用。空气同样会折射光线。我们在光的直线传播中曾讲到，光在不均匀空气中的传播是弯曲的，也就是发生了折射现象。生活中的折射现象1. 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，淡淡的影子似有似无地晃动着，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

8、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。2. 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（如图）。这种幻景还时常出现在海上，人们叫它海市。当海市出现时，海面上会突然出现一片从没见过的岛屿、城市、楼阁过一会儿，海市越来越淡，转眼

9、间，天青海碧，什么也不见了。1988年6月20日北京日报报道了在山东蓬莱阁首次拍摄到海市蜃楼的实况。这些都是怎么回事呢？原来是热空气耍的把戏。太阳把地面上的沙粒晒得烫人，灼热的沙粒把挨近地面的空气烧热，而上面的空气还是凉的；海水的蒸发使海面的空气温度低，密度大，而高空的空气温暖且又稀薄。远处物体反射的太阳光在射向空气的过程中，由于空气冷热、疏密发生变化而折射，逐渐变曲，进入观察者眼中，人们逆着光线看去，就看见了“海市蜃楼”（如图）。其实在我们的城市中，也能看见海市蜃楼。炎热的夏日，当你沿着沥青路面行走时，会发现前方出现了一大片水塘，水面像镜子一样闪着光，还映出了倒影（如图）。我们可以想一想，马

10、路上的“海市蜃楼”是怎样形成的？在很长的时间里，人们一直认为白色是最单纯的光、最单纯的颜色，事实却不是如此，光是有颜色的. 一. 光的色散17世纪的科学家牛顿用棱镜使太阳光产生了色散，揭开了白光的秘密. 首先，让一束太阳光通过棱镜射到白屏上(如图)，我们看见太阳光通过棱镜之后，分解成各种颜色的光，在白屏上形成一条彩色的光带，叫做光谱. 光谱的颜色由上而下依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。现在，我们把另一个相同的棱镜按相反方向放在前一个棱镜旁边(如图)，这时，就会发现彩色光带重新会聚成白光了。通过上面的实验现象，我们知道，白光不是单色的，而是由七种色光混合而成的. 二. 物体的颜色物体为什么有

11、颜色？颜色是不是物体本身的一种属性？与外界条件有没有关系呢？实际上，光射到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收，如果物体是透明的，还有一部分光透过物体。不同的物体，对不同色光的反射、吸收以及透过情况不同，因此呈现出不同的颜色. 如果我们在上面的实验中，在棱镜和白屏之间放一块红玻璃，如图所示，我们看见白屏上只出现一条红光带，如果是放一块绿玻璃，则看见一条绿光带在白屏上。这说明了什么呢？如果我们在白屏上贴一张蓝纸，让彩色光带照在白屏上，我们发现只有在蓝光区域是最亮的. 上面的实验分别表明：(1)透明体的颜色是由它透过的光的颜色决定的. (2)有色的不透明体反射与它颜色相同的光. 物体呈

12、现黑色，说明它能吸收各种颜色的光. 物体呈现白色，说明它能够反射各种颜色的光. 三. 三原色通过实验我们发现，自然界中红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其它颜色的光混合而成的，而其他颜色的光都可以通过红、绿、蓝光的适当混合而获得。所以红、绿、蓝三种颜色的光叫做光的三基色 (如图)。实验表明，强度相同的原色组合起来以后，所引起的色视觉可以用下面公式表示：红绿蓝白蓝红紫红绿黄蓝绿青如果颜色强度不同，混合起来，我们便会感到更复杂的色彩. 可以用下面一个小实验来验证一下. 用红、绿两块玻璃分别放在你的双眼前，如图所示，如果你只睁开一只眼，眼前的白纸就是绿色的或红色的，但当你睁开双眼时，我们看到的将是黄色。

13、人的眼睛里只有三种辨色的圆锥细胞，它们对所有的光都能发生不同程度的反应，但各自分别对三原色光最敏感，眼睛接收混合光后，三种色觉细胞按各自规律兴奋起来，出现三种视觉信号，传送大脑后，大脑将三种信号综合在一起，人就感觉到了混合光的颜色。根据三原色混合的道理，我们可以懂得彩色电视机的原理。为什么屏幕上出现彩色图像呢？彩色电视机的荧光屏上有很多微小的格子，分别涂有能发出红、绿、蓝三色光的物质，当三束电子流分别打到这三种物质上，就发出红、绿、蓝三种色光，通过控制电子流的强弱，可以控制三种色光的强弱。由此混合出丰富多彩的世界(如图)。我们可以用一个放大镜，打开彩电，你会发现红、绿、蓝的光点。画家出外作画时

14、，是不是带了很多颜色的颜料呢？当然不是。他只会带三种颜色的颜料，那就是红、黄、蓝。用这三种颜料可以调出各种不同的颜色，但却不能用其它的颜料调出这三种颜色。因此我们把红、黄、蓝称为颜料的三原色。光的三基色和颜料的三原色为什么会不同呢？这是因为颜料的三种原色，按一定比例混合，也能调出各种颜色，但这三种颜色的颜料在阳光照射下，它产生的颜色是由它反射同自己相同的色光，以及反射的其他某些色光决定的. 例如黄颜料除了反射黄光，还反射橙光和绿光，同时吸收其他色光；蓝颜料除了反射蓝光，还反射绿光，同时吸收其他色光；当这两种颜料混合在一起时，就反射绿光，混合颜料就呈绿色了。【典型例题】【例1】如图所示，S为发光

15、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. 解析：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. 具体作图留给同学们完成。点拨：掌握光的反射定律及折射规律是作好光路图的关键【例2】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”)。解析：

16、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，折射角变大，像B变浅了，折射光路如图b。由光路的可逆性，从A点射向像B的光必按原路返回而照在鹅卵石上，故激光束应对着B点射出。点拨：应用光的折射现象中光路的可逆性是正确求解的关键. 【例3】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，结合几何知识解题. 答案：40，50，某种介质，空气【例4】如图所示，是光线在空气和某一种透明介质中发生的反射和折射现象，图中只给出了发生上述现象的三条光线的位

17、置，请(1)标出光线AO的传播方向。(2)你能否得出光是由空气斜射入另一介质，还是由另一介质斜射入空气中的结论？点拨：分情况讨论AO分别为入射、反射、折射光线时，先依据反射定律作出法线，再由折射规律定夺是否成立，同时确认光线所在物质. 答案：(1)沿OA方向传播(2)光由空气斜射入另一物质中【例5】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分析：光由水中斜射入空气中，折射角大于入射角。答案：B【模拟试题】（答题时间：50分钟）一. 填空题（每空1分，共31分） 1. 光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向一定会 ，这种现象叫

18、做 。2. 潜水员在水下看河岸上的路灯比实际位置要高一些，这是由于光从_斜射到_中发生了_造成的。3. 光由空气斜射到玻璃表面上时，将产生光的_和_现象，其中的折射光线将_法线。4. 光发生折射时， 、 、 在同一平面内， 和 分居于法线的两侧。 随 的改变而改变。5. 当光从空气中斜射入水中时，折射角 入射角。6. 佳佳站在平静的湖边，看到水中有一条鱼，此时他看到水中鱼的位置比实际位置 ，这是由于 造成的。7. 太阳光不是单一颜色的光，通过三棱镜后分解成 、 、 、 、 、 、 七种颜色的光。8. 、 、 三种颜色被称为光的三基色。9. 、 、 三种颜色被称为颜料的三原色。二. 选择题（每题

19、3分，共30分）10. 下列现象中，属于光的折射现象的是A. 阳光正午树木会出现影子B. 白天，人们能够从各个方面看到桌子C. 斜插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断了D. 在平静的水面上看到树木的倒影11. 站在清澈见底的平静湖岸上的人看到水中有：游鱼、树木及白云. 属折射现象的是 A. 水中游鱼 B. 水中树木C. 水中白云 D. 都不是12. 如图为一束光线斜射入厚玻璃砖并透过砖折射的光路图，其中符合折射规律的是 13. 潜水员在水中看岸上的景物，他看到的应该是A. 景物的实像，像在景物的上方B. 景物的实像，像在景物的下方C. 景物的虚像，像在景物的上方D. 景物的虚像，像在景物的下

20、方14. 在秋高气爽的夜里，当我们仰望天空时，会觉得星光闪烁不定，这主要是因为A. 星星在运动B. 地球在绕太阳公转C. 地球在自转D. 大气的密度分布不稳定，星光经过大气折射后，折射光线的方向随大气密度变化而变化。15. 一束光线由空气斜射入水中，当入射角增大时，折射角的大小将A. 不变B. 逐渐变小C. 逐渐增大，但总小于入射角D. 逐渐增大，但总是大于入射角 16. 如图所示，一束光线斜射入容器中，在容器底形成一光斑，若向容器中逐渐加水，则光斑的位置将 A. 向左移动后静止B. 向右移动后静止C. 先向左，后向右移动D. 仍在原位置17. 在河边看到水底的石块S(如图). 如果视线和水面

21、成30角，估计从水面上的O点到石块S的距离为2m，那么水的实际深度是 A. 1m B. 大于1m C. 小于1m D. 都有可能18. 一束光线从空气射入水中，入射角是40，在水面上，有一部分光线被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 A. 小于40B. 在40与60之间C. 在50与100之间D. 在100与140之间19. 如图为光的三基色的示意图，图中1和2两个区域应标的颜色分别是A. 蓝色、白色B. 黄色、黑色C. 绿色、白色D. 黄色、白色三. 做图题20. 如图所示，做出入射光线或折射光线。21. 如图所示是光线从空气斜射到空气与玻璃分界面上的光路图，请你在图中画出界

22、面和法线的位置。22. 图中为玻璃三棱镜，试根据折射规律作出光线OO的入射光线和出射光线。23. 用一透明薄玻璃制成一空心的三棱镜，将此镜插没在水中，并让一束入射光线SO照射在上面(如图)，试作出在三棱镜上两次折射的光路图。四. 探究说明题：24. 把毛玻璃放在书上，我们看不见书上的字，如果在毛玻璃的粗糙面上涂一层水，它就变成透明的了，这是为什么？25. 小明喜欢看星星，听奶奶讲“牛郎织女”的故事。有一天晚上，小明突然想：星星为什么老是眨呀眨的呢？难道它们能一会儿发光，一会儿不发光？不可能！那又是为什么呢？为了研究这个问题，小明收集了下面这些光现象，或许可以从中找到原因。（1）在野外围着篝火烧

23、烤，隔着篝火会看到对面的人好像在晃动。 （2）在哈哈镜前会看到自己大变样。（3）夏天，可以看到柏油路上好像有一股水汽在上升，隔着水汽看到对面的东西好像在晃动。问题一：你觉得小明收集的这些现象当中，有哪些与星星眨眼问题相似？你觉得它们的相似点在哪里？问题二：你现在知道为什么星星会眨眼睛了吗？请你想一下，在月球上看到的星星会眨眼吗？为什么？问题三：美国的哈勃天文望远镜是科学家们花费了很大的力气才送上天去的。然后通过无线电波把图像传回地球，它无论是制造还是维护都非常昂贵，科学家们为什么要把天文望远镜送到天上去？这样做有什么好处？【试题答案】一. 1. 改变 光的折射2. 空气 水中 折射3. 反射，

24、折射，靠拢4. 折射光线 入射光线 法线 折射光线 入射光线 折射角 入射角 5. 小于6. 高些（浅些） 光从水中斜射入空气中发生折射7. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 8. 红 绿 蓝9. 红 黄 蓝二. 10. C 11. A 12. B 13. C 14. D 15. C 16. B 17. B 18. D 19. C 三. 20. 21. 22. 23. 四. 24. 光线进入玻璃和穿出玻璃都要发生折射。如果玻璃两个面都是光滑的，每次折射都很有规则，隔着玻璃就能看清物体，毛玻璃有一面粗糙,使光线无规则地散乱射出,所以就看不清玻璃下面的字了.25. 问题一：（1）（3）与星星眨眼相似，因为空气的密度不均匀问题二：不会，因为月球表面没有空气问题三：利用哈勃望远镜在太空中对外太空进行观察时，可以避免空气的干扰