第三节：光的折射

1、第三节第三节: :光的折射光的折射教学目的教学目的:1、理解折射定律的含义并能用来解释有关光现、理解折射定律的含义并能用来解释有关光现 象和计算有关的问题象和计算有关的问题2、知道光折射是可逆的，并能用来处理有关问、知道光折射是可逆的，并能用来处理有关问 题题3、知道折射率的定义，了解介质的折射率与光、知道折射率的定义，了解介质的折射率与光 速的关系速的关系4、能运用折射率公式进行有关的计算、能运用折射率公式进行有关的计算一、光的折射一、光的折射1、光的折射现象：、光的折射现象： 光从一种介质射入另一种介质时，传播方向光从一种介质射入另一种介质时，传播方向改变的现象叫光的折射改变的现象叫光的折

2、射2、折射定律：、折射定律： 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角正弦成正比射角的正弦跟折射角正弦成正比3、折射率：、折射率：定义：定义： 光从光从真空真空中射入某种介质时，入射角中射入某种介质时，入射角1的正弦与折的正弦与折射角射角2的正弦之比，叫做该种介质的绝对折射率，简的正弦之比，叫做该种介质的绝对折射率，简称折射率称折射率定义式：定义式：21sinsinn注意：注意：n 没有单位，任何介质的折射率都大于没有单位，任何介质的折射率都大于1说明：如果从介

3、质入射到空气，就要用光路可逆原理说明：如果从介质入射到空气，就要用光路可逆原理 找准入射角和折射角，然后再计算折射率找准入射角和折射角，然后再计算折射率真空真空介质介质21例、一束光从某种介质射入空气，入射角例、一束光从某种介质射入空气，入射角为为i，折射角为，折射角为r，则该介质的折射率为，则该介质的折射率为（ ）A、 B、C、 D、risinsinirsinsinricoscosricossin几种介质的折射率：几种介质的折射率：金刚金刚石石二硫二硫化碳化碳玻璃玻璃水晶水晶 岩盐岩盐 酒精酒精水水空气空气2.421.631.51.91.551.551.361.331.00028、绝对折射率

4、和相对折射率、绝对折射率和相对折射率（1）绝对折射率：）绝对折射率： 光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该介质光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该介质的绝对折射率的绝对折射率（3）相对折射率和绝对折射率的关系：）相对折射率和绝对折射率的关系：（2）相对折射率：）相对折射率： 光从介质光从介质1进入介质进入介质2时，入射角时，入射角1的正弦与折射的正弦与折射角角2的正弦的比值，叫做介质的正弦的比值，叫做介质2相对于介质相对于介质1的折射率的折射率21211221sinsinnnn212121sinsinn例、如图，有例、如图，有1、2、3种介质，光线的传播方向以及光种介质，光线的传播方向以及

5、光线与介质分界面的夹角图中标出，则下列判断中可能线与介质分界面的夹角图中标出，则下列判断中可能的是（的是（ ）A、光在介质、光在介质2中的传播速度最小中的传播速度最小B、介质、介质3的折射率最小的折射率最小C、光在介质、光在介质1中的传播速度最大中的传播速度最大D、介质、介质3的折射率最大的折射率最大132450500640500例、某水池实际深例、某水池实际深h，垂直水面往下看，垂直水面往下看，其视深多少？（设水的折射率为其视深多少？（设水的折射率为n） Shh S 12212sinsinnhhtgtg12垂直往下看时，垂直往下看时，1、2都很小，因此有：都很小，因此有：sintghnh11

6、例、在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，例、在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体将（看到的物体将（ ）A、比物体所处的实际位置高、比物体所处的实际位置高B、比物体所处的实际位置低、比物体所处的实际位置低C、跟物体所处的实际位置一样、跟物体所处的实际位置一样D、以上三种情况都有可能、以上三种情况都有可能A例、空中有一只鸟，距水面例、空中有一只鸟，距水面3m，其正下方，其正下方距水面距水面4m深处的水中有一条鱼，已知水的深处的水中有一条鱼，已知水的折射率为折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它，则鸟看水中的鱼离它_m，鱼看天上的鸟离它，鱼看天上的鸟离它_m。68例、有个同学用手指估计一面镀有

7、水银的例、有个同学用手指估计一面镀有水银的玻璃的厚度，他垂直于镜面观察手指与手玻璃的厚度，他垂直于镜面观察手指与手指的像的距离为指的像的距离为d，玻璃的折射率为，玻璃的折射率为1.5，则玻璃的厚度为（则玻璃的厚度为（ ）A、d B、d/2 C、3d/4 D、2dC4、折射率与光速的关系：、折射率与光速的关系：cn 注意：光在真空中的速度与光在空气中速度相差注意：光在真空中的速度与光在空气中速度相差 很小，光在介质中的折射率与光在该介很小，光在介质中的折射率与光在该介 质中传播速度成反比质中传播速度成反比例、某种介质的折射率是例、某种介质的折射率是1,5，光在这种，光在这种介质中的传播速度为多大

8、？介质中的传播速度为多大？5、玻璃砖的折射：、玻璃砖的折射：特点：特点：入射光线和出射光线平行，但有侧移入射光线和出射光线平行，但有侧移由上可知：出射光线相对于入射光线的侧移的大小与玻由上可知：出射光线相对于入射光线的侧移的大小与玻璃砖的折射率、玻璃砖的厚度、入射角的大小都有关系璃砖的折射率、玻璃砖的厚度、入射角的大小都有关系2112侧侧移移11221cossin(1)sinxhn 例、在折射率为例、在折射率为n，厚度为，厚度为d的玻璃平板上方的空气中的玻璃平板上方的空气中有一点光源有一点光源S，从，从S发出的光线发出的光线SA以角度以角度入射到玻璃板入射到玻璃板上表面，经过玻璃板后从下表面射

9、出，如图，若沿此光上表面，经过玻璃板后从下表面射出，如图，若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源板中的传播时间相等，点光源S到玻璃板上表面的垂直到玻璃板上表面的垂直距离距离L应是多少？应是多少？dLSAdnnL22sin1cos6 6、棱镜的折射、棱镜的折射（1 1）、棱镜：）、棱镜：（2）、棱镜对光线的偏向作用：）、棱镜对光线的偏向作用：作用：作用：若棱镜材料的折射率若棱镜材料的折射率大于大于周周围介质的折射率时，单色光射到三围介质的折射率时，单色光射到三棱镜后，射出的光线偏向棱镜的棱镜后，射出的光线

10、偏向棱镜的底底边边；横截面是三角形或梯形的三棱镜简称棱镜横截面是三角形或梯形的三棱镜简称棱镜 若棱镜材料的折射率若棱镜材料的折射率小于小于周围周围介质的折射率时，单色光射到三棱介质的折射率时，单色光射到三棱镜后，射出的光线偏向棱镜的镜后，射出的光线偏向棱镜的顶角顶角偏向角：偏向角：出射光线与入射光线间的夹角叫偏向角出射光线与入射光线间的夹角叫偏向角说明：偏向角的大小与棱镜的材料、棱镜的形说明：偏向角的大小与棱镜的材料、棱镜的形 状及入射角的大小有关；棱镜材料的折状及入射角的大小有关；棱镜材料的折 射率相对于周围介质的折射率越大，偏射率相对于周围介质的折射率越大，偏 向角越大向角越大偏向角偏向角

11、出射光线出射光线入射光线入射光线例、一块三棱镜例、一块三棱镜ABC，它的顶角，它的顶角A=300，光线跟，光线跟AB面面垂直进入棱镜，由垂直进入棱镜，由AC面出射到空气中，测得出射光线面出射到空气中，测得出射光线与入射光线的夹角为与入射光线的夹角为300，求棱镜的折射率，求棱镜的折射率ACB300300例、如图，例、如图，ABC为等腰三棱镜，顶角为等腰三棱镜，顶角A的大小为的大小为600，一条光线由，一条光线由AB面入射，折射光线与底面面入射，折射光线与底面BC平行，出射光线的偏向角为平行，出射光线的偏向角为300，那么，这个三，那么，这个三棱镜材料的折射率为多少？棱镜材料的折射率为多少？AC

12、B6003007、大气层的折射、大气层的折射 由于大气层的分布不均匀，由于大气层的分布不均匀，大气层中的折射率会发生一些大气层中的折射率会发生一些变化，我们可以把地球表面的变化，我们可以把地球表面的大气看做是由折射率不同的许大气看做是由折射率不同的许多气层组成的，外层的大气折射多气层组成的，外层的大气折射率较小，内层的折射率较大；率较小，内层的折射率较大； 例当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，实际看到的是它在例当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，实际看到的是它在地平线的下方时发出的光地平线的下方时发出的光 例我们看到的天上星星的位置比它的实际位置要高一些例我们看到的天上星星的位置比它的实际位

13、置要高一些0观察者观察者观察者的地平线观察者的地平线太阳或星太阳或星星的光线星的光线 当光线通过大气层时，光当光线通过大气层时，光线会向下弯曲线会向下弯曲8、透明球的折射：、透明球的折射：特点：光线通过透明球后，光线向圆心一侧偏折特点：光线通过透明球后，光线向圆心一侧偏折1221说明：法线为过该点的半径所在的直线；第说明：法线为过该点的半径所在的直线；第1次折射的次折射的 入射角与第入射角与第2次折射的折射角相等，第次折射的折射角相等，第1次折射的次折射的 折射角与第折射角与第2次折射的入射角相等次折射的入射角相等例、如图，为一透明的圆柱体的横截面，其半径为例、如图，为一透明的圆柱体的横截面，

14、其半径为R，折射率为折射率为 ，AB是一条直径，若有一束平行光沿是一条直径，若有一束平行光沿AB方方向射向圆柱体，折射后经过向射向圆柱体，折射后经过B点的入射光线离点的入射光线离AB的距离的距离为多少？为多少？3A O B22例、用折射率为例、用折射率为n的透明的物质做成内、外径分别为的透明的物质做成内、外径分别为a、b的球壳，球壳的内表面涂有能完全吸光的物质，如图，的球壳，球壳的内表面涂有能完全吸光的物质，如图，当一束平行光从左侧射向该球壳时，被吸收的光束在当一束平行光从左侧射向该球壳时，被吸收的光束在射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大？射进球壳左侧外表面前的横截面积有多大？abRab例、

15、如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介例、如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则（质，若介质的折射率越大，则（ ）A、折射率越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越大、折射率越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越大B、折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越小、折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越小C、折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越大、折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越大D、折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越小、折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越小C例、光线以例、光线以30入射角从玻璃中射到玻璃与入射角

16、从玻璃中射到玻璃与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为角为90，则这块玻璃的折射率为（，则这块玻璃的折射率为（ ）A、0.866 B、1.732C、1.414 D、1.500B例、一个圆柱形水筒，高例、一个圆柱形水筒，高20cm，底面直径为，底面直径为15cm，不装水时，眼从筒外侧沿筒的上端向筒内，不装水时，眼从筒外侧沿筒的上端向筒内观察刚好能够看到筒壁深度为观察刚好能够看到筒壁深度为 cm，保持眼的，保持眼的位置不变，当筒装满水时，刚好能看到筒底的边位置不变，当筒装满水时，刚好能看到筒底的边缘，求水的折射率缘，求水的折射率175例、水中一标竿齐水面刻度为零，水面以上刻度例、水中一标竿齐水面刻度为零，水面以上刻度为正，水面以下刻度为负，人浮于水面与标竿相为正，水面以下刻度为负，人浮于水面与标竿相距距L时，见水面上标竿的时，见水面上标竿的 m刻度处的倒影与水刻度处的倒影与水下的下的 m刻度重合，若水的折射率为刻度重合，若水的折射率为 m，要到，要到水面上水面上 m的刻度倒影与水下的刻度倒影与水下 m刻度重合，刻度重合，人需后