光的折射課件高二上學(xué)期物理選擇性

第四章

光的折射和全反射第1節(jié)光的折射

當(dāng)大雨蕩滌了空中的塵埃，陽(yáng)光重新普照大地，天邊往往會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹。

彩虹是如何形成的？其中含有哪些光學(xué)知識(shí)？1.知道光的折射定律，了解并能解釋生活中的折射現(xiàn)象。2.理解折射率的概念，知道折射率越大，介質(zhì)對(duì)光的偏折能力越強(qiáng)，偏折角越大。3.理解折射率的定義及其與光速的關(guān)系，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。知識(shí)點(diǎn)一：折射定律1.光的折射現(xiàn)象介質(zhì)1介質(zhì)2光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。光的反射和折射同時(shí)發(fā)生2.光的折射規(guī)律觀看視頻，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象你能得出什么結(jié)論?①折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)②折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)③當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角④當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角⑤當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大

空氣水或玻璃

入射角

折射角NON'入射角與折射角有什么定量關(guān)系呢？

入射角的正弦跟折射角的正弦成正比結(jié)論：思考：如果將玻璃換成其它介質(zhì)，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的結(jié)論？

（n為常數(shù)）即：以光從空氣射入玻璃為例

玻璃水

金剛石

可看出：光從一種介質(zhì)進(jìn)入到另一種介質(zhì)時(shí)，總有入射角的正弦與折射角的正弦之比相等。

斯涅耳

1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳在分析了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，找到了兩者之間的關(guān)系，并把它總結(jié)為光的折射定律（refractionlaw）3.光的折射定律：折射光線與入射光線、法線處于同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即：n是比例常數(shù)，與入射角、折射角大小無(wú)關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。

★光的折射定律的說明：（1）折射現(xiàn)象中光路是可逆的；（2）光的傳播方向：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般要發(fā)生變化。并非一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，傳播方向就不發(fā)生變化。半徑為R的玻璃半圓柱體，橫截面如圖4-7所示，圓心為點(diǎn),AO為與底面垂直的半徑,一束紅光沿截面射向圓柱面,方向與底面垂直,入射點(diǎn)為B,

，已知該玻璃對(duì)紅光的折射率，光線經(jīng)柱面折射后與底面的交點(diǎn)到點(diǎn)O的距離是多少？請(qǐng)畫出光路圖并求解。CDNi知識(shí)點(diǎn)二：折射率1.定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比n，叫這種介質(zhì)的折射率。

不能說n與sini成正比、與sinr成反比。折射率由介質(zhì)本身的光學(xué)性質(zhì)和光的頻率決定。2.定義式：

3.物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折小。4.計(jì)算式：5.說明：（1）折射率無(wú)單位，任何介質(zhì)的折射率皆大于1。真空折射率為1。（2）折射的原因：光在不同介質(zhì)中的速度不同。（3）光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，折射角與入射角的大小關(guān)系不要一概而論，要視兩種介質(zhì)的折射率大小而定。（4）當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角。不同顏色的光在同一種介質(zhì)中的傳播速度不相同，折射率也不相同。在同一種介質(zhì)中，紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光，紅光的傳播速度最大，折射率最??；紫光的傳播速度最小，折射率最大。當(dāng)一束白光射人三棱鏡時(shí)，由于白光中不同色光的折射率不同，偏折程度就不同，紫光偏折程度最大，紅光偏折程度最小，經(jīng)三棱鏡折射后，會(huì)岀現(xiàn)色散現(xiàn)象。6.生活中的折射現(xiàn)象（1）筆桿看起來(lái)好像“錯(cuò)位”這種現(xiàn)象是光的折射引起的。光線通過玻璃磚進(jìn)入空氣發(fā)生兩次折射：第一次是從空氣斜射進(jìn)入玻璃磚，折射光線應(yīng)該靠近法線偏折，折射角小于入射角；第二次是從玻璃磚斜射進(jìn)入空氣，折射光線應(yīng)該遠(yuǎn)離法線偏折，折射角大于入射角，所以看上去鋼筆似乎被分成了三段，發(fā)現(xiàn)鋼筆“錯(cuò)位”了。（2）人在水上看到物體的像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺水比較淺。魚在水下看岸上物體的像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺物體變高。PP水中的筷子為什么看起來(lái)是彎折的？7.解釋生活中的折射現(xiàn)象早晨，當(dāng)我們看到太陽(yáng)剛剛升出地平線時(shí)，實(shí)際上太陽(yáng)還在地平線以下。請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象。例題：如圖

，一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)A恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)B。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C，C、B兩點(diǎn)相距d/4。求油的折射率和光在油中傳播的速度。甲沒有油時(shí)剛好看到B點(diǎn)乙有油時(shí)沿同一方向看去可以看到C點(diǎn)

因此，油的折射率應(yīng)用反射定律和折射定律解題的步驟(1)根據(jù)題意規(guī)范畫出光路圖.(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、反射角、折射角均是光線與法線的夾角.(3)利用反射定律、折射定律及幾何規(guī)律列方程求解，必要時(shí)可利用光路可逆原理輔助解題.1.(多選)關(guān)于光的折射，下列說法正確的是（）A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個(gè)平面內(nèi)C.入射角總大于折射角D.光線從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角大于折射角AD2.光線由空氣射入半圓形玻璃磚，再由玻璃磚射入空氣中，O點(diǎn)是半圓形玻璃磚的圓心.下列四幅光路圖中，可能正確的是（）B3.如果光以同一入射角從真空斜射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)A.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大（）B.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越小C.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大D.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越小C

B

折射定律

折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩