文档内容
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，完成以下问题：
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
（浅/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
【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？
【做一做】如下图所示：
①让一束光线从空气斜射入水中，观察现象。
②让一束光垂直射入水中时，观察现象。
现象：观察到当光斜射入玻璃砖时，传播方向会发生偏折；当光垂直射入玻璃砖时，传播方向不
变。
1. 光的折射
光从一种介质 射入另一种介质时，传播方向会发生 ，这种现象叫做光的折射。2. 描述折射现象的几个名词（“一点”、“两角”、“三线”）：
（1）入射点：入射光线与分界面的交点O；
（2）分界面：两种介质的分界面，如图所示的 ；
（3）入射光线：照射到两种介质分界面的光线 ；
（4）折射光线：进入另一种介质的光线 ；
（5）法线：过入射点且垂直于两介质分界面的直线 ；
（6）入射角：入射光线与法线的夹角 ；
（7）折射角：折射光线与法线的夹角 。
【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？
探究二、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。
【设计实验】
①实验器材：激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘（标有角度）。
②如图所示，让激光笔发出的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。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。
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。
同时改变介质进行多次实验寻找普遍规律。
【进行实验】
①让光从空气斜射入水或玻璃中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在
表格中。
②改变入射角的大小，观察并记录折射角的变化情况。
③让光从玻璃斜射入空气中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格
中。
④改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。
⑤让光垂直射入玻璃，观察光的整个传播路径。
⑥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。
实验数据记录表格：
实验次数 介质 入射角 折射角
光从空气斜射入玻璃
1
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，就是说，在折射中光路也是 的，这时的折射角 入射角。
综合以上分析，归纳出实验结论：
光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大
时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。
当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。
在折射现象中，光路可逆。
【例题1】一束光沿AO方向从空气斜射入水中，请在图中画出折射光线的大致方向。
【例题2】如图，一束光从水斜射入空气中，请在图中画出折射光线的大致方向，并标出折射角
θ。
【例题3】如图是某同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了
如下数据：
（1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有________的作用；
（2）分析表格中的数据，你能得出的结论（写出一条即可）：______；
（3）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角
______30°（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（4）当光以30°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是______。
入射角 10° 30° 45° 60°
折射角 7.1° 20.7° 30° 37.8°
探究二、生活中的折射现象
1. 池底变浅
【想一想】池底为什么看起来比实际浅呢？
【分析】池底实际点A发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角 入射角。人眼
逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由 射出去的一样。A′就是我们看到的S的像，这点的位置
比实际位置 了，所以整个池底变浅。
池底变浅原理 鱼的虚像原理
2. 鱼在哪里？
【想一想】有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的下方投叉才能叉到鱼。为什么？
【分析】鱼从水中发出的光线，由水进入空气时发生折射，折射角 入射角，折射光线进入人
眼，人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点，即鱼像发出来的，像
比鱼位置 。所以，有经验的渔民在叉鱼时，要向看到的鱼的 投叉才能叉到鱼。
3. 神奇的“硬币”
【做一做，想一想】如图所示，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现
碗中原来还藏着一枚硬币。想一想，这是为什么？
【分析】加水后，硬币的光从水中斜射入空气时，折射光线偏离 ，折射光进入了眼睛，眼睛
看到的实际上是升高了的硬币的 像。4.“海市蜃楼”
【想一想】你见过海市蜃楼吗？海市蜃楼是怎样产生的吗？
【分析】海市蜃楼的产生原因：
光在均匀的介质中沿直线传播，如果介质疏密不均，光就不会沿直线传播而会发生折射。海市蜃
楼是一种由光的 产生的现象，多发于夏天的海面或沙漠。远处物体发出的光本来到达不了我们的
眼睛，但是在射向空气的过程中，由于海面或沙漠附近的空气疏密不均匀，而发生折射，逐渐向地面
弯曲，进入观察者的眼睛。观察者逆着光线看去，就看见了远处的“物体”形成美丽的海市蜃楼现象。
5. 折射与反射同时发生现象
【实验】如下图所示，让一束光从空气斜射入水中时，观察发生的现象，想一想，为什么？
【分析】原来这束光线AO在界面处既发生了折射，折射光线为OC，同时又发生了发射，反射光
线为OB。
光由一种介质斜射入另一种介质时，在界面处发生折射时遵守折射规律，发生反射时，遵守反射
定律。【例题4】光从空气斜射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，其光路如图甲
所示。现在让光逆着折射光线的方向从水中斜射到与空气的分界面，请在图乙中画出相应的折射光线
和反射光线。
【例题5】如图所示，一束光在空气和玻璃的分界面同时发生反射和折射（图中入射光线、反射光
线和折射光线的方向均未标出），其中入射光线是_____（用字母表示），折射光线是____（用字母表
示），反射角等于_____。
【归纳整理】
①折射光线与入射光线、法线在同一平面内；
折射光线与入射光线分居在法线的两侧；
光的
折射 ②当光线从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角；
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向
【精讲点拨】 ①当水光中从物其体它变介浅质、斜筷射子入在空水气中中“时折，断折”射；角大于入射角；
发生偏折的现象，叫做光的折射。
折射
1． “池底变浅”、“神 ②当奇海光的市从硬蜃一币楼种”：介、是质叉光垂鱼在直等不射现均入象匀另，的一实空种质气介都中质是传时同播，一时传原，播理传方，播向即方不光向变从发。水斜射入空气中
现象
折射规律 ③生在改光变的，折产射生现的象折中射，现光象路。可逆。时，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线会看到一个升高的虚像，教师可以画出光路图进行解析。
2．探究光的折射规律时，应该至少改变3次入射光线的方向，每次都记录入射光线和相应的折射
光线方向改变的情况。
3．确定虚像的位置时，要画出两条以上折射光线的反向延长线的交点（虚像的位置），一条延长
线无法确定位置。
4 发生光的折射时，人们看到的像是虚像，实际物体看不到。
【课堂练习】
1．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”，如图所示，诗人看到的潭底和水中的鱼都是________像，
这是光的______现象，是光从______中斜射入______中时发生的。
2．下列光现象与海市蜃楼形成原理相同的是（ ）
A．绿树成荫 B．瞄准鱼的下方才能叉到鱼
C．手影 D．有趣的倒影
3．下列选项中可以用如图所示的光路图解释的是（ ）
A．人眼看到水中的“鱼”
B．人眼看到水中的“蓝天白云”
C．水中的潜水员看到水面上的“路灯”
D．潜水艇中的士兵通过潜望镜观察海面上的“舰艇”
4．图中，哪一幅图正确地表示了光从空气进入水中的光路（ ）A B C D
5．防溺水主题班会上，班主任提醒学生“池水看起来比实际的浅，大家切莫擅自下水”。请画出
人眼看到池底A的光路图（图中是人眼看到的池底A的像）。
6．如图所示，是两束光在玻璃和空气中传播的光路，①和②是入射光线，③和④是折射光线。其
中入射光线②与折射光线______是同一束光，界面的上方是______（选填“玻璃”或“空气”）。
7．如图所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上同时发生反射和折射（图中入射光线、反射
光线和折射光线的方向均未标出），其中反射光线是_____，反射角是____度，折射角是____度。
8．如图是小明同学利用光具盘探究光从空气斜射入玻璃中时的光路，经过多次实验并记录了如下
数据：（1）实验中，光具盘除了能读出入射角和折射角大小外，还具有__________的作用；
入射角 10° 30° 45° 60°
（2）根据表格中的数据还可以判断：当光以35°的入射角从空气射入玻璃中时，其折射角
______30°（选填“大于”、“小于”
折
或
射
“
角
等于”
7
）
.1
；
° 20.7° 30° 37.8°
（3）当光以45°的入射角从玻璃射入空气中时，其折射角是______。
【课后反思】
本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？
