光的折射
【考点聚焦】本部分知识涉及到的考点有：
1．光的折射现象
2．凸透镜的焦点、焦距和主光轴
3．凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用
4．凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件
5．照相机、幻灯机、放大镜的原理
【呈现形式】
日常生活中常见的折射现象是填空题和简答题的最好物理模型。凸透镜对光线的作用在作图题中经常出现，特别是特殊光线经过凸透镜的折射光路图，同时，实验研究凸透镜成像规律，运用凸透镜成像规律，分析解决问题仍是这部分考试的重点。
【知识结构】
一、日常生活中的折射现象：插入水中的筷子“弯折”，河水变“浅”，游泳者看岸边的灯“变高”等。
二、光的折射规律
1．折射光线、入射光线和法线在同一平面上。
2．折射光线和入射光线分居法线两侧。
3．光从空气斜射入水或其它介质时，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
4．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。
三、应用
1．凸透镜：（1）凸透镜的主轴、焦点、焦距；（2）凸透镜对光线的作用；（3）凸透镜的成像特点
2．光学仪器：（1）照相机；（2）幻灯机；（3）放大镜。
3．凹透镜：（1）凹透镜对光线的作用；（2）凹透镜的主轴、焦点、焦距；（3）近视眼的矫正。
【方法提示】
1．光的反射和折射的异同点：（1）当光传播到两种介质的交界面时，一般要同时发生反射和折射现象。（2） 反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面上。（3）反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧。（4）反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。（5）光在反射和折射时光路都是可逆的。
【例题1】一束光线在水与空气的界面发生了折射，四位同学画出了四幅光路图，其中正确的是 〔 〕
【解析】
应将每幅光路图与光的折射规律进行逐条对照，符合折射规律即为正确。必须注意以法线为基准确定好入射角和折射角。光从空气斜射入水中。折射角应小于入射角，故A不正确；折射光线与入射光线应分居法线两侧，故B不正确；光从水中斜射入空气中，折射角应大于入射角，故C不正确，答案：D
2．三条特殊光线
（1）与主光轴平行的入射光线，经过透镜后通过焦点。
（2）通过光心的入射光线，经过透镜后方向不变。
（3）通过焦点的入射光线，经过透镜后为与主光轴平行的光线。
【例题2】完成如图2所示的光路图。
【解析】
在完成光路图的练习或考试中。重点要看是什么光学元件，然后再看缺少什么光线。A、B两图凸透镜，缺少折射光线；C、D两图是凹透镜，缺少入射光线。A图中通过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出；B图中平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后，会聚在主光轴的焦点上；C图中经凹透镜折射后发散且折射光线的反向延长线经过焦点上，所以入射光线是平行于主光轴射入的；D图中折射光线是平行射出的，可知入射光线是会聚射入凹透镜的，且入射光线的延长线交于主光轴的焦点上。
本题作图如图3所示，解答该题时要牢记三条特殊光线的性质，是作图的关键。
3．如何观察凸透镜成像实验
（1）凸透镜、蜡烛、光屏放在同一条直线上，使三者的中心大致在同一高度上。
（2）实验时可由大于2倍焦距之外开始，逐渐向凸透镜靠拢，逐一完成各项实验步骤。
【例题3】有A、B、C三只凸透镜，将这三块凸透镜放在光具座上做成像实验，当保持各透镜到烛焰距离相等的条件时，得到的实验记录如表：
由此可知A、B、C三只凸透镜的焦距关系为 〔 〕
A.fA＞fB＞fC B. fC ＞fA＞fB，
C. fA＜fB＜fC D. fB＞fC＞fA
【解析】
根据凸透镜成像规律，可采用两种方法求解：一种是几何作图法方法，比较形象直观地求解；另一种采用数字推理的方法求解。
根据A、B、C成像情况，以及已知三种情况下物距相同这个条件，用作图法确定出三种情况下，一倍焦距及两倍焦距的位置，可直观判断出：fC ＞fA＞fB
【例题4】在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，某同学先把凸透镜固定在光具座上，然后将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜两侧，如果它在光具座上无论怎样左右移动光屏，在光屏上都不能呈现烛焰的像，则可能有几种原因？
【解析】在物距小于焦距时，凸透镜不会成实像；凸透镜到物体的距离在1倍焦距处时，成像在无穷远处；当凸透镜到物体的距离在1倍焦距外，但接近1倍焦距时，虽然成像，但像的位置离凸透镜很远，光具座的长度可能达不到，另外，因为光具座为一直线状，且光屏不可能太大，所以若光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上，像将会或上或下离开光屏的位置，综上所述，主要原因有三个：（1）由于物距小于或等于焦距，凸透镜不能成实像。（2）凸透镜成实像，但由于物距太小，光屏调不到烛焰的像所在的位置。（3）凸透镜成实像，但光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度。
4．凸透镜成像规律
（1）列表法
（2）图像法
【例题5】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
B．该透镜可作放大镜
C．当蜡烛距透镜的距离是时，光屏上可得到缩小的像
D．当蜡烛距透镜的距离是时，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＝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 【对应训练】 1．一束光从空气中斜着射入某种透明物质，已知入射光线跟界面成37o，且它的折射光线跟反射光线垂直，则它的反射角为_______，折射角为_______. 2．当你漫步在池塘边，常会看到池塘中的“白云”和在“白云”中游来游去的鱼．这一现象的正确解释是：看到的“鱼”是由于光的 形成的虚像；看到的“白云”是光的 形成的虚像(选填“折射”或“反射”) 3. 请你对下列光学仪器归类：a近视眼镜；b老花眼镜 c防盗门上的“猫眼”；d照相机镜头。（1）类： （2）类 。 4. 照相机照相时，如果被照的景物由远变近，应将镜头往 ，使胶片离镜片 些。完成这一动作是调节照相机上的 。 5．放大镜的原理是：当物体到凸透镜的距离 焦距时，透过凸透镜，可以看到一 个 像。 6．投影仪是利用 透镜来成像的，它上面的平面镜的作用是 ，使 射向天花板的光能在屏幕上成像。 7.焦距为 的凸透镜，当物体放置在主光轴上距透镜 处时，光屏上可以得 到一个清晰像的特点是 A．正立、放大的像 B．倒立、放大的像 C．正立缩小的像 D．倒立缩小的像 8.某同学在探究凸透镜成像实验时，将一厚纸片遮住透镜的上半部，则她在光屏上得 到的像与未遮住前相比 A．所成的像只是上部一半 B．所成像只是下部一半 C．所成像没有发生变化 D．像的大小、正倒、位置无没化，但像更暗些 9．当物体在凸透镜中成实像时，像的大小会随物距的减小而增大，那么物体在凸透镜中成虚像时，像的大小与物距有什么关系呢？请你设计一个实验去探究。 10．某同学在探究凸透镜成像的规律时，用了两个焦距不同的凸透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据准确地记录在以下两个表中。 11．（1）手持凸透镜站在离窗户远，通过透镜观察窗外。你看到了什么？ （2）使凸透镜离你眼睛远一些，再观察，你发现了什么变化？ （3）现在把凸透镜旋转到窗户和一页纸之间，使其离纸近一些。看着纸，慢慢地向窗户方向移动透镜。这时，你看到了什么？当你移动凸透镜时发生了什么现象？ 12．小明想替爷爷买一副老花镜，约了几位同学到眼镜店去选购。他看中一副样式新颖的眼镜，但不知道是老花镜还是近视眼镜，请你为小明提出一个既不伤害眼镜镜片，又能最简便最快的正确判断的方法，并简要说明你的理由。 【参考答案】 1．53度 37度 2. 折射 反射 3. 凸透镜：b d 凹透镜：a c 4. 前伸 远 调焦环 5.小于 正立、放大的虚像6.凸，改变光的传播方向 7..B 8.D 9.提示：u