光的传播现象：直线传播、反射与折射，你了解多少？

【前情提要】

1. 光在均匀介质中沿直线传播。阳光、聚光灯等都是光沿直线传播的现象的例子。

阳光聚光灯

针孔成像是光的直线传播的一种具体应用。

针孔成像及光路图

2. 当光线照射到物体表面时，会发生反射。

阳光在平静的水面上的反射，以及光在讲台上的投影屏幕上的反射都是光反射现象的例子。

镜面反射 漫反射

平面镜中的成像是光的反射现象的典型例子。

平面镜成像及光路图

3.光从一种介质进入另一种介质也是常见的光学现象。

例如：

在海洋馆的看台上观看演员的水下表演或从鱼缸中射出的聚光灯是光传播的另一种现象。

水下表演鱼缸聚光灯

那么，当光从一种介质进入另一种介质时，它是如何传播的呢？

【举手提问】

1.什么是光的折射？

2.光的折射定律是什么？

3.生活中常见的折射现象有哪些？

【新课学习】

1.光的折射

光的直线传播、光的反射和光的折射是三种不同的光学现象。

●光的直线传播是指光在均匀介质中传播的情况。

●光的反射是指当光线照射到物体表面时，一部分光线被物体表面反射回原来介质的现象。

●光的折射是指当光从一种介质斜入射到另一种介质时，在两种介质的界面处，光的方向发生改变的现象。

实验发现，当光从空气中斜入射到水中或者当光进入玻璃棱镜时，传播方向会发生变化。

光的折射实验

物理学中，光从一种介质斜入射到另一种介质时，其方向发生改变的现象称为光的折射。

2.光的折射定律

1. 以光从空气射入水或从水射入空气为例，学习一些基本概念。

下图显示了光从空气斜入射到水中时的光路。

MM´表示空气与水的界面，NN´表示法线，AO表示入射光，OB表示折射光，α表示入射角，γ表示反射角。

下图显示了光从水斜入射到空气中时的光路。

MM´表示空气与水的界面，NN´表示法线，BO表示入射光，OA表示折射光，α表示入射角，γ表示反射角。

从以上分析可以看出，光的折射现象中，光路是可逆的。

2.观察与实验

视频：光的折射定律

（请调低手机音量并以横屏模式观看）

【实验反思】

1、当光从一种介质入射到另一种介质中时，只有斜入射时光的传播方向才会改变，垂直于界面的入射光的传播方向不变。

垂直入射方向保持不变

2. 实验至少进行三次，以避免实验结论的随机性，并找到普遍的规律。

3.实验结论：

（1）当光由空气斜入射到水或其他介质中时，折射光向法线方向偏转，折射角小于入射角。

（2）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。

（3）当光从空气垂直发射到水或其他介质中时，传播方向保持不变。

（4）光的折射现象中，光路是可逆的。

不要死记硬背光的折射定律。你可以利用光的折射定律的插图来更好地理解和记忆它。

4.光的折射和反射可以同时发生。

实验光路及光路图

5.当光从水或玻璃斜入射到空气中时，当入射角增加到一定角度时，不会发生折射

3.生活中的折射

★雨后彩虹

雨后，地面空气中水汽含量较高，使空气不均匀。一些射入空中的光线，由于不同高度的空气密度不同，发生折射，改变了原来的传播方向，逐渐向地面弯曲，进入我们的眼睛。逆着光看，我们可以看见远处的彩虹。

断筷子

如果你把筷子或铅笔放进装满水的碗或杯子里，你会发现笔或筷子好像断了。

我们观察笔和筷子的时候，水面以上的光线是直线传播的，而水下的光线发生了折射，两部分光线的方向不一样，所以看上去就像是断了一样。

渔民用鱼叉捕鱼

鱼在清澈的水中游动，但是你却无法按照看到的方向去叉它。

经验丰富的渔民都知道，用鱼叉叉鱼的唯一方法是瞄准鱼的下方。

渔夫叉鱼及光路图

鱼在水下，射向水面的光线在水面上发生折射，由于折射角大于入射角，逆着折射光看去，我们看到的是鱼的虚像S´。

★池塘清澈见底，水似乎很浅

从上方看水和玻璃等透明介质中的物体时，物体看起来比实际位置高。这是由于光的折射造成的。（见图 A）

第一的

当光线从水面射向空气时，会在水面上发生折射。折射角大于入射角。当我们逆着折射光看时，我们会看到池塘底部的虚像，池塘里的水看起来比实际更浅。（如图B所示）

第二

因此，当你站在岸边，看到清澈的海水只到腰部时，不要急着跳进去，以免低估水深而陷入危险。（见图C）

C

【中考真题训练】

1.（2018枣庄27题2分）

如图所示，S为点光源，使入射光SO的反射光和近似折射光一致。

2.（2020潍坊）

如图所示，在清水池底水平放置一面平面镜，一束光发射到水面A点，经水面折射后，经平面镜反射一次后，发射到水面B点，请画出此过程的光路图。

3.[2018自贡26（1）]

如图所示，一束光线斜射向半圆形玻璃砖的中心O，结果在上面AB屏上出现了两个光点，请画出这两个光点的光路图。

4.（2018黄石26题2分）

如图所示，水中光源O发出的一束光线射向水面，在水面发生反射和折射，反射光线经过点P，折射光线经过点A。请先用虚线在水面上画出反射点，然后再画出入射光线、反射光线、折射光线。

5.（2019年贵阳）

如图所示，这是一条射线从透明玻璃砖的一侧垂直入射的光路，玻璃砖的横截面为等腰三角形，顶角为120°。请结合你的几何知识，画出这条射线从玻璃砖另外两边射出的光路图。

6.(2020湖州)

下图为游客在公园观赏金鱼。

游客之所以能看到水中的金鱼，是因为眼睛接收到了金鱼反射的光线。金鱼反射的光线进入人眼的路径是（ ）

7.（2019年烟台）

小明把一枚硬币放在碗底，眼睛在A点就是看不到硬币（如图）。小明看不到硬币的原因是；把平面镜放在碗边的适当位置，小明在A点通过平面镜看到硬币的虚像，就是利用了光；沿着碗壁慢慢往碗里加水，小明在A点也能看到硬币的虚像，就是利用了光。

8.(2019台州)(6分)

在《初识光的折射现象》和《探究光的折射特性》实验中：

（1）如图A所示，小明向P点射出一束激光，形成一个光点。他慢慢往水箱里倒水。水箱底部的光点位置会（选择“向左移动”、“向右移动”或“保持不变”）。这说明当光从空气斜射入水中时，传播方向（选择“会”或“不会”）发生偏转。

实验中，光在空气中传播的路径并不明确，为了解决这个问题，他在水面上方喷洒了一些。

（2）如图B所示，小明继续探究“光从空气进入水中的折射特性”，利用可折叠的光幕，研究折射光、入射光与法线是否...

如图C所示光折射，他沿AO方向将光线射到水面O点，在水中光线沿OB方向射出。他调节激光笔，使入射光线逐渐偏离法线，折射光线也逐渐偏离法线，也就是说当光线从空气中斜入射到水中时，入射角减小，折射角也增大（选择“增大”、“减小”或“变化”）。

当光沿NO方向进入时，会沿ON方向射出，折射角度为度。

参

测试

回答

案件

存在

向下

边

尝试去找

哦

！

参考答案：

图 1 图 2

3 个问题图片

图 4 图 5

6. A

7. 光在均匀介质中沿直线传播。反射现象 折射现象

8. （1）向左移动产生烟雾

（2）在同一平面内减小0

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第六章：力与运动

第 7 章：压力

第 8 章：浮力

第 9 章：简单机械

功、功率、机械效率

第10章 机械能及其转换

中考必考知识点

高中入学考试

【写在最后】

作者是山东省济南市莱芜区中学高级物理教师，从事毕业班教学42年，致力于初中物理教材教法和中考试题的研究，创建“初中物理同步”微信公众号，帮助学生学习初中物理知识，指导物理学习方法，培养学习兴趣和思维习惯。

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