高中光的反射和折射

1、第十三章第十三章 光光一、光的反射和折射一、光的反射和折射 光射到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一部分光進(jìn)入另一光射到兩種介質(zhì)的界面時(shí)，一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)，同時(shí)另一部分光返回到原來的介質(zhì)。這種種介質(zhì)，同時(shí)另一部分光返回到原來的介質(zhì)。這種現(xiàn)象分別叫光的折射和反射?，F(xiàn)象分別叫光的折射和反射?？諝饪諝馑肷涔饩€入射光線反射光線反射光線折射光線折射光線法法線線入入射射角角反反射射角角折折射射角角基本概念基本概念12空氣空氣水水折射光線折射光線入射光線入射光線反射光線反射光線一、光的反射和折射一、光的反射和折射判斷入射、折射、反射光線、法線、界面？判斷入射、折射、反射光線、法線、界面？平面鏡平面鏡入射光線入射

2、光線反射光線反射光線法線法線入射角入射角反射角反射角光的反射光的反射：光射到介質(zhì)：光射到介質(zhì)1、介質(zhì)、介質(zhì)2的界面時(shí)，一的界面時(shí)，一部分光返回到介質(zhì)部分光返回到介質(zhì)1的現(xiàn)象的現(xiàn)象（1 1）反射光線、入射光線、法線共面）反射光線、入射光線、法線共面（3 3）反射光線、入射光線關(guān)于法線對稱）反射光線、入射光線關(guān)于法線對稱（2 2）反射角等于入射角（光線與法線的夾角）反射角等于入射角（光線與法線的夾角） OAB（4 4）光路可逆：）光路可逆：定律理解：定律理解：1、反射定律：、反射定律： （1 1） 折射光線、入射折射光線、入射光線、法線在同一平面光線、法線在同一平面內(nèi)內(nèi). .（2 2） 折射光線和

3、入射光折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)線分居法線兩側(cè)2 2、光的折射、光的折射 定義定義：光從介質(zhì)：光從介質(zhì)1 1斜射斜射入介質(zhì)入介質(zhì)2 2時(shí)，傳播方向發(fā)生改變時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象的現(xiàn)象1 12 2空氣空氣水水折射光線折射光線入射光線入射光線 規(guī)律：規(guī)律：（3 3）當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大）當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大 （4 4）光路可逆：）光路可逆：當(dāng)光從當(dāng)光從空氣空氣斜射入斜射入水水中時(shí)，折中時(shí)，折射角小于入射角射角小于入射角 當(dāng)光從當(dāng)光從水水斜射入斜射入空氣空氣時(shí)，折射時(shí)，折射角大于入射角角大于入射角 空氣空氣水水思考；思考；入射角、折射角大小關(guān)系及與介質(zhì)的關(guān)系入射角、折

4、射角大小關(guān)系及與介質(zhì)的關(guān)系 ？入射角折射角1 1 / / 2 2sin1 1/sin/sin2 2光由空氣射入玻璃時(shí)入射光由空氣射入玻璃時(shí)入射角角1和出射角和出射角2的數(shù)值表的數(shù)值表:1.491.531.591.631.97分析表格數(shù)據(jù)思考：分析表格數(shù)據(jù)思考：入射角和折射角有什入射角和折射角有什么定量關(guān)系呢？么定量關(guān)系呢？1.49 1.491.511.501.5130019.6040025.2050030.7080040.6015013.40 506.7010010.1020016.701.491.491.501.49 1.49 1.49 12567834 入射角入射角正弦正弦和折射和折射角角

5、正弦正弦比值相等比值相等=n斯 涅 耳 定 律斯 涅 耳 定 律3.說明：說明：(1)n n的大小的大小與介質(zhì)有關(guān)，與與介質(zhì)有關(guān)，與i i和和r r無關(guān)無關(guān)，對于，對于確定介質(zhì)，確定介質(zhì)，n n是定值是定值 (2)(2)折射率無單位，折射率無單位，任何介質(zhì)的折射率皆大于任何介質(zhì)的折射率皆大于1(n1)（原因呢？）（原因呢？）sin1sin2n=1.定義式定義式二、折射率二、折射率：光：光從真空射入某種介質(zhì)從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率。射率，簡稱折射率。2.2.決

6、定式：某介質(zhì)的折射率，等于光在決定式：某介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的真空中的速度速度C C與光在與光在介質(zhì)中的速度介質(zhì)中的速度v v之比：之比：n=cv4.幾種介質(zhì)的折射率幾種介質(zhì)的折射率(比較密度）比較密度）介質(zhì)介質(zhì)折射率折射率金剛石金剛石2.42二氧化碳二氧化碳1.63真空折射率真空折射率 = 1介質(zhì)介質(zhì)折射率折射率巖鹽巖鹽1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空氣空氣1.000285. 意義：意義：反映介質(zhì)對光的偏折能力的大小反映介質(zhì)對光的偏折能力的大小6.折射原因：光在不同介質(zhì)中的速度不同折射原因：光在不同介質(zhì)中的速度不同空氣空氣玻璃玻璃空氣空氣水

7、水折射率折射率-反映介質(zhì)對光的折射作用反映介質(zhì)對光的折射作用 iirr應(yīng)用：應(yīng)用： 人在水上看到物體的人在水上看到物體的像，比實(shí)際物體位置偏像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺水比較淺。上，感覺水比較淺。假設(shè)地球表面不存在大氣層假設(shè)地球表面不存在大氣層, ,那么人們觀察到的日出時(shí)那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比刻與存在大氣層的情況相比, , A. A.將提前將提前 B. B.將延后將延后 C.不變不變 D.D.在某些地區(qū)將提在某些地區(qū)將提前前, ,在另一些地區(qū)將延后在另一些地區(qū)將延后 沒有大氣沒有大氣有大氣有大氣例例如圖一個(gè)儲油桶的底面直徑與高均為如圖一個(gè)儲油桶的底面直徑與高均為d當(dāng)當(dāng)桶

8、內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的緣的某點(diǎn)。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿方向看去，恰好看到桶一半時(shí)，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的點(diǎn)低上的點(diǎn)c，兩點(diǎn)距離，兩點(diǎn)距離d/4求油的折求油的折射率和光在油中傳播的速度射率和光在油中傳播的速度OACBGDF因底面直徑和桶高相等因底面直徑和桶高相等,由此可知由此可知 AOF= ABG=450又又OD=2CD油的折射率油的折射率光在油中的傳播速度光在油中的傳播速度解解:22ODCDCD 51 CODsin5122 210 CODsinAOFsinn ) s/m(109 . 18 210

9、100 . 38 ncv 我們是怎樣看到水中的我們是怎樣看到水中的魚的？魚的？有光從水中傳到我們有光從水中傳到我們的眼睛。的眼睛。光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播 空氣空氣水水界面界面A AAA 從水中看水面上的物體，物體比實(shí)際的從水中看水面上的物體，物體比實(shí)際的高度要高度要高高1、水中的倒影是塔橋、水中的倒影是塔橋所形成的所形成的 像。像。是由是由 形成的。形成的。光的反射光的反射2 2、什么叫光的反射、什么叫光的反射? ?光射到兩種介質(zhì)的界面光射到兩種介質(zhì)的界面上改變方向后又上改變方向后又返回原返回原來介質(zhì)的現(xiàn)象來介質(zhì)的現(xiàn)象虛虛光的反射是光在同一種介質(zhì)中傳播的現(xiàn)

10、象。光的反射是光在同一種介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象。 問題：問題：玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入射到平行玻璃磚的界面上會發(fā)生折射，如射到平行玻璃磚的界面上會發(fā)生折射，如何把玻璃的折射率測出來？何把玻璃的折射率測出來？三、實(shí)驗(yàn)：測玻璃磚的折射率三、實(shí)驗(yàn)：測玻璃磚的折射率1 1、原理：、原理：折射定律折射定律 2 2、方法：、方法：用用插針法插針法研究某一條光線經(jīng)過平行玻璃磚，研究某一條光線經(jīng)過平行玻璃磚，測出折射角和入射角。測出折射角和入射角?？諝饪諝獠ＡРＡ?1=? 2=?界面界面法線法線21sinsinn3 3、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)器材：玻璃磚、白紙玻璃磚、白紙 、大頭針若干、

11、鉛筆、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器直尺、量角器（1 1）鋪紙（將白紙用圖）鋪紙（將白紙用圖釘固定在木板上）釘固定在木板上） （2 2）在白紙上畫一條線）在白紙上畫一條線aaaa作為界面，過作為界面，過aaaa上的一點(diǎn)上的一點(diǎn)O O（作為入射點(diǎn)）畫法線（作為入射點(diǎn)）畫法線N NN,N,并畫并畫AOAO作為入射光線作為入射光線（3 3）把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與）把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與aaaa對齊對齊（確保（確保O為實(shí)際入射點(diǎn)）為實(shí)際入射點(diǎn)） ，確定，確定（如何確定，聯(lián)想驗(yàn)（如何確定，聯(lián)想驗(yàn)證平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中記錄力的方向）證平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)中記錄力的方向）玻璃磚的另玻璃磚的

12、另一界面一界面bbbb （確保出射點(diǎn)準(zhǔn)確）（確保出射點(diǎn)準(zhǔn)確） 步驟（邊聽邊模仿）步驟（邊聽邊模仿）（6 6）連接）連接OOOO，入射角，入射角i=AONi=AON, ,折射角折射角r r NOONOO，用量角器量出入射角和折射角，求出對應(yīng)的正弦值，用量角器量出入射角和折射角，求出對應(yīng)的正弦值，記錄在表格中記錄在表格中（5 5）移去在大頭針和玻璃磚，過）移去在大頭針和玻璃磚，過P P3 3、P P4 4所在處作直線所在處作直線DCDC與與bbbb交于交于o o（作為實(shí)際出射點(diǎn)），直線（作為實(shí)際出射點(diǎn)），直線O OD D代表代表沿沿AOAO方向入射光通過玻璃磚后的傳播方向方向入射光通過玻璃磚后的傳

13、播方向（4 4）在直線）在直線AOAO上豎直插大頭針上豎直插大頭針P P1 1、P P2 2，透過玻璃磚觀察透過玻璃磚觀察大頭針大頭針P P1 1、P P2 2的像，調(diào)整視線讓的像，調(diào)整視線讓P P2 2擋住擋住P P1 1的像。再在另的像。再在另一側(cè)豎直插上兩枚大頭針一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P P3 3、P P4 4，使，使P P3 3擋住擋住P P1 1、P P2 2的像，的像，P P4 4擋住擋住P P3 3、P P2 2、P P1 1的像，記下的像，記下P P3 3、P P4 4位置位置（7 7）用上述方法求出入射角分別為）用上述方法求出入射角分別為30300 0、45450 0、606

14、00 0時(shí)時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中（8 8）算出不同入射角時(shí)的入射角與折射角的正弦比）算出不同入射角時(shí)的入射角與折射角的正弦比值，最后求出幾次實(shí)驗(yàn)的平均值為折射率值，最后求出幾次實(shí)驗(yàn)的平均值為折射率5、注意事項(xiàng)：、注意事項(xiàng)：（1）入射角一般?。┤肷浣且话闳?5o75o為宜為宜 （太小，相對誤差大；（太小，相對誤差大；太大太大,使折射光線弱，不易觀察）使折射光線弱，不易觀察）（2）插針要）插針要豎直豎直，且間距適當(dāng)大些（精確確定光路），且間距適當(dāng)大些（精確確定光路） （3）插針法實(shí)驗(yàn)，）插針法實(shí)驗(yàn)，玻璃磚不能動玻璃磚不能動（移動會改變光路圖（移動會改變光路圖 ）（4）確定邊界線時(shí)）確定邊界線時(shí)嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子用嚴(yán)禁把玻璃磚當(dāng)尺子用（損壞玻璃（損壞玻璃磚），