折射的作图

发布网友发布时间：2022-04-21 23:21

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热心网友时间：2023-10-18 18:49

习题教学和概念、规律教学一样也要运用科学方法，遵循一定的逻辑关系，有目的、有计划地进行活动，其目的是教会学生思维和方法。

学生觉得“光的折射作图”的题目类型变化多，折射角没有具体的度数，反射、折射光线之间的关系复杂，具体情境总是抽象概括不出来，脑子是“乱”的，普遍感到是难点。

经过研究之后，将习题课分为四部分内容：光的折射规律作图；光的反射、折射作图；光的折射成虚像作图；光的折射的变化。重点掌握前三个部分，最后一部分难度略大，作为选做。这四部分之间有一定的逻辑关系，并且从简单到复杂逐步呈现。在每一部分作图练习之前都有一定的铺垫，学生观察、体会、分析和总结。题目的选择尽量选用具体的情景，这样学生就不会觉得习题课枯燥。

1.光的折射规律作图。以实验为基础，学生首先观察光的折射规律中的角度关系（见图1、图2），得出“光在空气中的角大”的这个快捷作图方法，然后从简到难、依次进行光的折射规律的作图练习。在画出光在玻璃砖中的光路图时也是以实验为基础（见图3）。

（图1）（图2）（图3）

【例1】图4所示为光从空气斜射入玻璃的光路图，由图可知，入射角是_____，折射角是_____，如果光垂直射向介质表面时，入射角是______，折射角是______．

（图4）（图5）（图6）

【例2】如图5所示，一条入射光线从空气斜射向鱼缸中的水面，折射光线进入鱼眼（已画出）。请画出入射光线的大致方向，并标明入射角。

【例3】图6(1)中，在南美原始森林的河流里有一种射水鱼。它在水中看到水面上方的树枝上停留的昆虫等猎物后，便向猎物射水，使猎物落在水面上后进行捕杀，喷射出的水在空中呈抛物线形状。关于这个情景，请在图(2)中用光路图表示：猎物P发出的光线是如何进入鱼的眼睛E的。

2.光的反射、折射作图。通过同时观察光的反射和折射（见图7），找出反射、入射、折射光线、法线、界面之间的位置关系，学生发现“反射光线、入射光线关于法线对称”，“入射光线在法线的一侧，反射光线和折射光线都在法线的另一侧”，“空气中的角大”。利用这些规律很容易做出“已知反射光线，求画入射光线和折射光线”的这种题型（见图8）。再把箭头、虚线去掉，逆向判断，即“已知一堆‘线’，判断入射、反射、折射、法线、界面和介质”这种题型。学生显然只需从先找对称轴的方法入手，运用上面的规律标出法线、补画箭头，就很容易解决了（见图9）。

（图7）（图8）（图9）

【例4】如图8所示，是一条经水面反射后的光线。请在图中画出其入射光线及折射光线的大致方向。

【例5】如图9所示，一束光在空气和玻璃两种介质的界面上发生了反射和折射，请判断：______是入射光线，玻璃在______面的_____方。

3.光的折射成虚像作图。以“叉鱼”为例，学生先画出光路图（见图10、图11），与光的反射类似，光的折射也成虚像，人眼逆着光线看过去，看到了折射的虚像。再去掉光路图，保留物点B、像点B’、人眼A（见图12），学生逆向画出光路图，找到解此类题型的方法，即先连接人眼和像点，找到折射点，再连接物点和折射点。做图时要注意箭头的指向，即人眼不发光，而折射光线入人眼，这是学生在此类问题时最容易出错的地方。这样的训练使学生对诸如“水中筷子变弯”、“池水变浅”等光的折射成虚像作图问题迎刃而解。“像重合”的作图历来是学生感到最难的地方。当弄懂折射成虚像的作图方法之后，只需将反射的虚像点与折射的虚像点重合，学生就可以很轻松地作图了。

（图10）（图11）（图12）

【例6】图13中，水面一侧C点的人眼恰好看到小鸟和小鱼在水中的像重合，请画出小鸟在水中像的位置以及人眼看到小鱼的光路图。解答见图14。

（图13）（图14）

4.光的折射的变化。全反射现象是对光的折射作图的综合应用，光导纤维的原理就是全反射。

【例7】小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象。如图15是他根据实验现象画的光路图。改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大（见图16）。请你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是：_______ 。

（图15）（图16）

实践证明，尽管光的折射作图是难点，但是采用以上方法，教师给学生提供了认知的方法和思路，学生经历了研究思考和针对训练的过程，比起盲目地大量做题，可谓事半而功倍。