光的折射优质课

1、光的折射光的折射光到底是什么？光到底是什么？1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛顿牛顿惠更斯惠更斯微粒说微粒说波动说波动说1919世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风1919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒微粒”光的本性光的本性光既具有波动性，又具有光既具有波动性，又具有粒子

2、性粒子性实验演示实验演示 动画演示：动画演示：（光的折射光的折射） 当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和折射现象是怎样的？下面的这副画面，你能解释它的拍摄折射现象是怎样的？下面的这副画面，你能解释它的拍摄光路吗？看过动画演示后，你是不是都明白了呢？光路吗？看过动画演示后，你是不是都明白了呢？实验演示实验演示 结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发生反射，回到空气中；另一部分光射入玻璃中，并改变生反射，回到空气中；另一部分光射入玻璃中，并改变了原来的传播方向了原来的传播方向 光从一种介质射入

3、到另一介质时传播光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射方向发生改变的现象，叫做光的折射12空气空气玻璃玻璃NNAOB1入射光线和法线的夹角入射光线和法线的夹角入射角入射角2折射光线和法线的夹角折射光线和法线的夹角折射角折射角折射定律折射定律12空气空气玻璃玻璃NNAOB 在初中已经学过，折射光线在初中已经学过，折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线位于法线的折射光线和入射光线位于法线的两侧，但是，入射角和折射角之两侧，但是，入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢？间究竟有什么定量关系呢？16211621年，荷兰数学家斯涅

4、耳终于找到年，荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的规律了入射角和折射角之间的规律斯斯涅涅耳耳1 1、折射定律：、折射定律：（1 1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内）折射光线、入射光线、法线在同一平面内（2 2）折射光线，入射光线在法线两侧）折射光线，入射光线在法线两侧（3 3）1221sinsinn12空气玻璃NNAOB入射角的正弦跟折射角的入射角的正弦跟折射角的正弦成正比正弦成正比，如果用如果用n来表来表示这个比例常数，就有：示这个比例常数，就有：光的折射定律（斯涅耳定律）光的折射定律（斯涅耳定律）ir空气空气水水2、折射光路是可逆的、折射光路是可逆的 折射率折射率 光从一种

5、介质射入另一种介质时，虽然入射角的光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数正弦跟折射角的正弦之比为一常数n n，但是对不同的但是对不同的介质来说，这个常数介质来说，这个常数n n是不同的，它是一个反应介质是不同的，它是一个反应介质光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比n n，叫叫做这种介质的折射率做这种介质的折射率 研究表明，光在不同介质的速度不同，这也是光研究表明，光在不同介质的速度不同，这也是光发生折射的原因发生折射的原因 某种介

6、质的折射率，等于光在真空中的传播速度某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c c跟光在这种介质中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度v v之比即：之比即：vcn 所有介质的折射率都大于所有介质的折射率都大于1 121sinsinn折射率折射率对于折射率应从下面几个层次来理解对于折射率应从下面几个层次来理解 1 1、在光的折射现象中，折射角随着入射角的变化而在光的折射现象中，折射角随着入射角的变化而变化，而两角的正弦值之比是个常数变化，而两角的正弦值之比是个常数 2 2、对于不同的介质，此常数的值是不同的、对于不同的介质，此常数的值是不同的n是是一个反应介质光学性质的物理量一个反应介质光学性

7、质的物理量 3 3、介质的折射率是由介质本身性质决定的它取介质的折射率是由介质本身性质决定的它取决于光在介质中传播的速度决于光在介质中传播的速度 问题：问题：n玻璃是一种透明介质，光从空气入玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？何把玻璃的折射率测出来？实验：测玻璃砖的折射率实验：测玻璃砖的折射率实验器材：实验器材：玻璃砖玻璃砖 白白 纸、大头针若干、铅笔、纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器直尺、量角器实验原理：实验原理：1、根据折射率的定义、根据折射率的定义： 要测折射率，要测折射率，必须知道与一个折必须知道与一个折射

8、现象对应的折射射现象对应的折射角和入射角。角和入射角。空气空气玻璃玻璃 i=? r=?界面界面法线法线rinsinsin实验过程：实验过程：应用应用1 1： 人在水上看到人在水上看到物体的像，比实际物体的像，比实际物体位置偏上，感物体位置偏上，感觉水比较浅。觉水比较浅。从上向下看从上向下看, ,nHh折射率实际深度视深 假设地球表面不存在大气层假设地球表面不存在大气层, ,那么人那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比况相比, ,A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后C.C.在某些地区将提前在某些地区将提前, ,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.D.不变不变应用应用2 2：有大气，看到太阳更早有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到没有大气，将迟一些看到太阳太阳 例：光线以例：光线以3030的入射角从玻璃射向空气，的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成它的反射光线与折射光线成90 90 夹角，则夹角，则玻璃的折射率为玻璃的折射率为？ri玻璃玻璃空气空气 3 光在某种介质中的传播速度是光在某种介质中的传播速度是2.122108m/s，当光线以当光线以30入射角由该入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？介质射入空气时，折射角为多少？例：例：45irir例：光线从空气中以入射角例：光线从空气中以入射角i射在玻璃射在玻