光的折射现象
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光的折射现象光的折射现象
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 光的折射规律
折射光线、入射光线和法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线两侧.
光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角. 入射角增大时，折射角也增大.
当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变. 在折射中光路是可逆的.
（2） 近视眼与远视眼
人的眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，来自物体的光经晶状体成像于视网膜上，再
通过视觉神经把信息传到大脑，产生视觉.
? 近视眼是指远处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方，所以...
光的折射现象
一 复习导航
1. 主要概念和公式
（1） 光的折射规律
折射光线、入射光线和法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线两侧.
光从空气斜射入水或玻璃时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角. 入射角增大时，折射角也增大.
当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变. 在折射中光路是可逆的.
（2） 近视眼与远视眼
人的眼睛的晶状体相当于一个凸透镜，来自物体的光经晶状体成像于视网膜上，再
通过视觉神经把信息传到大脑，产生视觉.
? 近视眼是指远处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜的前方，所以近视眼看不
清远处的物体. 因为凹透镜对光线有发散作用，所以通过配戴凹透镜可以使像成在视网膜
上，起到矫正视力看清远处物体的作用.
? 远视眼是指近处的物体通过晶状体所成的像落在视网膜的后方，所以远视眼看不
清近处的物休. 因为凸透镜对光线有会聚作用，所以通过配戴凸透镜可以使像成在视网膜
上，起到矫正视力的作用.
（3） 凸透镜成像的特点
? 焦点是物体成实像与虚像的分界点，物体在焦点处不成像.
? 二倍焦距处是成放大与缩小像的分界点，在2f处，物体成等大的像.
? 实像总是倒立的，虚像总是正立的
? 实像与物分居在镜的两侧，虚像与物在同侧.
? 物距大于像距时，物大于像（即成缩小的像） ；物距小于像距时，物就小于像
（即成放大的像） .
? 物体向右移，像也向右移；物体向左移，像也向左移.
? 物距大于一倍焦距时，“物（距）近、像（距） 远、像变大；物（距） 远、像（距）近、像变小”
? 成实像时，物像“左右相反；上下颠倒”
2. 基本物理方法
（1） 建模法： 通过建立折射光线、入射光线、法线等物理模型表述相关规律.
（2） 对比法： 通过对比了解凸透镜的会聚作用与凹透镜发散作用的区别.
（3） 归纳法： 通过归纳探讨凸透镜成像规律及特点.
3. 易错易混的问题
（1） 实像和虚像的区别
实像是实际光线会聚而形成的，在像的所在位置，有实际光线到达，是能用光屏接
收得到的；虚像是反射光线或折射光线的反向延长线相交而成的，反射延长线并不是实
际光线，因而在虚像所在的位置，并没有实际光线到达，用光屏是接收不到的. 实像和虚
像的成因不同. 如： 小孔成实像是由于光的直线传播；凸透镜能成实像（u>f） 是由于
光的折射，平面镜成虚像是由于光的反射.
（2） 凸透镜成像规律中u>2f和f设计
，突出了科学研究方法、猜想
与假设、数据分析以及得出结论等环节的考查. 较好地考查了同学们运用知识分析问题、
解决问题的能力，
2. 典题解析
题 1 在我国古代就有关于光现象的描述，如“捞不到的是水中月，摘不到的是镜中
花”、“潭清疑水浅”等. 其中“水中月”、“镜中花”是光的现象；“疑水浅”是光的现象.
解析 “水中月”，“镜中花”和各自的实物的大小相同，它们是由于光在水面和镜面
发生反射形成的虚像； “潭清疑水浅”是由于光的折射使潭底在水中形成一个虚像，像
的位置比潭底高，所以潭看起来要浅.
点评 我国古代很多文学词语都蕴含着丰富的物理知识，这要求我们在学好知识的同
时，用心去挖掘蕴藏在这些词语内部的物理知识，感受物理知识的价值和物理学的美，
激发我们对物理学习的兴趣.
题 2 光线从空气斜射到水中，入射角为α，折射角为β，光线射到液体底部水平放置的平面镜上又反射出来，最后光线回到空气中. 当光线由水中回到空气中时折射角为多
大？
解析 光线由空气斜射到水面发生一次折射，然后由水中的平面镜发生反射，最后由
水到空气再次发生折射. 根据光的反射和折射的规律，按题意要求画出光路图. 如图1所
示，入射光线斜射到水面，入射角为α，折射角为β，光线在水中按直线入射到平面镜上，则此时的入射角大小也为β，则反射角大小也等于β. 根据光路的可逆性，当光线从水中斜射到空气中时，由于入射角为β，则空气中的折射角也为α，因此，光线由水中回到空气中时折射角为α.
点评 借助于图像建立物理模型是光学知识学习的重要方法之一，也是解决光学问题
的重要途径.解决此类问题行之有效的方法是，画出满足题意的示意图，然后根据光的反
射和折射特性以及光路的可逆性来加分析，从而解决问题.
题 3 在图2中的虚线框内的适当位置，填入符合要求的面镜或透镜.
解析 A、B、C三图中的入射光相同，均为平行光. 图A、B的出射光为发散光，图C中的出射光仍为平行光，由此可判定图A、B的框内装有透镜，图C的框内装有平面镜. 延长各光线，它们的交点为入射点，也为出射点，即面镜或透镜所在的位置. 由此可定出图C中的平面镜是斜放的，图A、B中的透镜是直立的. 通过画图还可知，图A中的光线经过透镜后发散，框内装的是凹透镜；图B中的光线先会聚再发散，框内装的是
凸透镜， 结果如图3所示.
点评 “黑盒子”问题是难度较大、综合性较强的填图题. 解决这类问题时，要明确
以下三点： （1） 根据光线在盒中是反射还是折射，判断其中的光学元件是面镜还是透
镜；（2） 入射光线与反射光线或折射光线的交点，就是面镜或透镜所在的位置；（3） 根据面镜或透镜对光线的作用判断面镜或透镜的种类. 在初中阶段，只要求平面镜、凸透镜
和凹透镜三种. 平面镜只改变光路，凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散. 总之，光学
复习时要注重联系生活实际，分析总结规律，运用作图法去解决实际问题.
题 4 如图4（a）所示，一条光线对着凸透镜另一侧的焦点射去，试确定它经过凸透
镜偏折后的传播的方向.
解析 此题如果直接作图比较困难，不妨转换一下思路，便可方便解题，如图（b） 在入射光线上任找一点S，假设它是发光点，现利用三条特殊光线中任两条作出S的像S′，因为折射光线一定要通过像点，所以以连接PS′点即为所求的折射光线.
点评 光路作图是光学考查的基本内容，应熟练掌握三条特殊光线的作图方法，在此
基础上，我们应把握像是折射光线相交而成的，物体发出的入射光线经凸透镜后，其所
有的折射光线必经过像点. 利用特殊光线作出像点，再利用以上规律作出任意光线的折射
光线是解决此类问题的重要方法.
题 5 小宇做完凸透镜成像实验后，又想用手表代替蜡烛，看到光屏上能成什么样的像. 于是他在透明的玻璃板上用黑色笔画了个手表盘，如图5（甲）所示. 把这个玻璃板放在蜡烛的位置上，并用平行光源对着玻璃板上的表盘照射，如图5（乙）所示. 移动光屏直到成清晰像为止. 此时表盘在光屏上所成的像是图5（丙）中的哪一个？（） .
解析 像对于原来的物体而言： 左右颠倒、上下颠倒. 将手表左右颠倒如图B，再上下颠倒如图D所示，故选D.
点评 特别强调的是重视实验，注意观察实验现象，亲历实验探究过程，从实验中总
结规律和结论，列表对比相近或相类似的现象及规律，灵活运用，加深理解光学规律，
升华内化为自己的知识和技能.
题 6 在研究凸透镜成像情况的实验中，当烛焰到凸透镜的距离是20cm时，在透镜另一侧的光屏上得到一个放大的像，则下列判断不正确的是（） .
A. 该透镜的焦距是20cm
B. 该透镜可作为放大镜
C. 当蜡烛距透镜的距离是40cm时，光屏上可得到缩小的像
D. 当蜡烛距透镜的距离是10cm时，在光屏上得不到像
解析 本题是考查灵活运用凸透镜成像规律分析问题的能力. 在凸透镜成像中，若要
分析物体经过透镜后的成像性质，必须知道凸透镜的焦距和物距，按凸透镜成像规律“抓
两点，观两变”. 本题的关键是算出焦距f的大小及物体在镜前不同位置与焦点的相对位
置，再判断像的性质，根据题意，当u=20cm时，在光屏上得到放大的像，可以知道此像
一定是倒立的实像，则f
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