高中物理光第一節(jié)光的折射定律學案含解析粵教版選修

1、第一節(jié)光的折射定律學習目標重點難點1能記住折射定律的內容，會分析光的折射現象，會計算相關的光的折射問題2能記住折射率的定義及其與光速的關系，會計算相關問題3能記住折射現象中光路是可逆的，會分析相關的問題重點：1對折射定律的理解和相關問題的分析與計算2對折射率的理解和相關計算難點：1用惠更斯原理解釋折射定律2光發(fā)生折射的原因一、光的折射1折射現象光從一種介質進入另一種介質，傳播方向發(fā)生改變的現象2折射定律折射光線、入射光線跟法線在同一平面內，折射光線、入射光線分別位于法線兩側，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3光路可逆性在折射現象中，光路是可逆的預習交流1當光線垂直地射到兩種介質的界面時（此時的

2、入射角為0°），其傳播方向改變嗎？這個現象說明了什么？（兩種介質均為透明介質）答案：不改變這個現象說明：光線從一種透明介質斜射入另一種透明介質時，才發(fā)生折射現象，如果光線垂直入射，傳播方向不改變，即不發(fā)生折射二、折射率1定義光從真空射入某種介質，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介質的折射率，用n表示，n2物理意義表示介質光學性質的物理量3折射率與光速的關系介質的折射率等于光在真空中的速度與在該介質中的速度之比即n預習交流2站在湖邊，我們可以看到一群群小魚在清清的湖水中游來游去，追逐嬉戲，試用光的折射的知識分析魚的實際位置是否是在我們看到的位置？說明理由答案：不是設點S表示魚所在的

3、實際位置，則點S發(fā)出的光線射到水和空氣的分界面處要發(fā)生折射，由S點發(fā)出的入射光線對應的折射光線的反向延長線交于一點S，S即為S的虛像點，由S點發(fā)出的任意兩條入射光線對應的折射光線的反向延長線的交點，即可確定S的位置，如圖所示，由圖可知S點在其虛像點S的下方一、光的折射1當光發(fā)生折射時，反射情況同時存在嗎？答案：一定同時存在2入射光線、反射光線、折射光線和法線一定在同一平面嗎？答案：一定在同一平面內3在光發(fā)生折射時，光的傳播方向一定要發(fā)生變化嗎？答案：一定變化，當光垂直界面入射時，光的傳播方向不發(fā)生變化此時，光未發(fā)生折射4我們是否可以推測：光是一種波，我們常說的“光線”就是光波的波線？答案：光是

4、一種波，即光波我們常說的“光線”就是光波的波線5如圖所示，一圓柱形容器，底面直徑和高度相等，當在S處沿容器邊緣的A點方向觀察空筒，這時能看到筒底上的什么位置？向筒內逐漸加滿某種液體，保持觀察點位置不變，在此過程中能看到的筒底上的位置有何變化？發(fā)生這種現象的原因是什么？答案：觀察空筒時，光是沿直線傳播的，能看到的筒底上的位置在與S、A共線的B點向筒內加入液體后，筒底上某點發(fā)出的光線在液體和空氣的分界面處發(fā)生折射，如圖所示由光路可逆知，能看到的位置逐漸右移一束光線與水平方向成30°，從空氣射入水中，其反射光線和折射光線恰好垂直，則反射角和折射角各為（）A30°30°B

5、60°60°C60°30° D30°60°答案：C解析：我們可以根據題意畫一簡單的光路圖，根據題中條件可知入射角為60°，則反射角為60°，由反射光線和折射光線的垂直關系可知折射角為30°1在折射現象中，光路是可逆的2垂直界面入射的光線不發(fā)生折射3發(fā)生折射的根本原因是光在兩種介質中的傳播速度不同二、折射率1當光由真空射入水中時，折射角隨入射角的增大而增大，其正弦之比也隨之增大嗎？答案：對于確定的介質，雖有折射角隨入射角的增大而增大的事實，但入射角與折射角的正弦之比（即介質的折射率）是不變的2折射率的定義式

6、n，而，其中1一定是入射角，2一定是折射角嗎？答案：不一定，但1一定是光在真空中光線與法線的夾角，2是光在介質中光線與法線的夾角3任何介質的折射率都一定大于1嗎？為什么呢？答案：一定，由n知，任何介質的速度不能大于光速，最大只能接近于光速，故任何介質的折射率都大于14不同介質折射率不相同，而它們的密度也往往不同，那么介質的折射率與其密度有什么關系？是不是介質的密度越大，其折射率就越大？答案：介質的折射率與介質的密度沒有必然的聯系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度較大，但水的折射率較小關于折射率，下列說法正確的是（）A由n知，介質的折射率與入射角的正弦成正比B由n知，介質的折射率與折射

7、角的正弦成反比C由n知，介質的折射率與介質中的光速成反比D同一頻率的光由第一種介質進入第二種介質時，折射率與波長成反比答案：CD解析：介質的折射率是一個反映介質的光學特性的物理量，由介質本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角無關，故選項A、B均錯；由于真空中的光速是個定值，故n與v成反比是正確的，這也說明折射率與光在該介質中的光速是有聯系的，選項C對；由vf，當f一定時，v正比于，n與v成反比，故折射率與波長也成反比，選項D對1有關折射率的表達式n中，1為真空中光線與法線的夾角，不一定是入射角；2為介質中的光線與法線的夾角，也不一定是折射角；2介質的折射率與介質的密度沒有必然聯系，密度大，折

8、射率未必大；3介質的折射率由介質的性質和光的頻率共同決定，與入射角和折射角無關；4由n知，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質中的傳播速度v，所以任何介質的折射率都大于11光從某種介質中射入空氣中，入射角1從零開始增大時，折射角2也隨之增大，下列說法正確的是（）A比值不變B比值不變C比值是一個大于1的常數D比值是一個小于1的常數答案：BD解析：根據折射定律，光由一種介質進入另一種介質時常數，可知B項正確；由光路可逆知n，且n1，故1，D項正確2關于光的反射與折射，以下說法正確的是（）A光發(fā)生反射時，光的傳播方向一定改變B光發(fā)生反射時，光的傳播方向可能偏轉90°C光發(fā)生折射時

9、，不一定伴隨著反射現象D光發(fā)生反射時，一定伴隨著折射現象答案：AB解析：光發(fā)生反射時，光的傳播方向一定改變，選項A正確當入射角為45°時，反射角也為45°，光的傳播方向偏轉90°，選項B正確光發(fā)生折射時，一定伴隨著反射現象3如果光以同一入射角從真空射入不同介質，則（）A折射角越大，表示這種介質對光線的偏折作用越大B折射角越大，表示這種介質對光線的偏折作用越小C折射角越小，表示這種介質對光線的偏折作用越大D折射角越小，表示這種介質對光線的偏折作用越小答案：BC解析：根據折射率的定義n，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質，其折射率越大，該介質對光的偏折作用就越大；

10、反之，折射角越大的介質，其折射率越小，該介質對光的偏折作用就越小4一條光線以40°的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，另一部分被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是（）A小于40° B在50°100°之間C在100°140°之間 D大于140°答案：C解析：根據折射率的定義n1，折射角2140°，反射角3140°，如圖所示，故折射光線與反射光線的夾角4180°32140°2即100°4140°，C正確5如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與高均為d，當桶內無油時，從某點A恰好能看到桶底邊緣上的某點B，當桶內油的深度等于桶高的一半時，在A點沿AB方向看去，看到桶底的C，B、C相距d，由此可得油的折射率n_，光在油中的傳播速度v_m/s答案：2.0×108 m/s解析：