【高中物理】光的折射+课件+高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册+

第四章光第1节

光的折射【学习目标】1.理解折射定律的确切含义，并能解释光现象和计算有关的问题；2.理解折射率（指绝对折射率）的定义，以及折射率是反映介质光学性质的物理量；3.知道折射率与光速的关系，并能用来进行计算。【引入】光的折射现象小实验：猜一猜杯子里有几枚硬币？上面的硬币是通过水面的折射而成的像，下面的通过杯子侧面水的折射而形成的。一、折射定律AOBC①折射光线、入射光线、法线在同一平面内；②折射光线和入射光线分居法线两侧；③光路是可逆的【复习回顾】

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．θ1θ2空气玻璃NN'AOBθ1入射光线和法线的夹角——入射角θ2折射光线和法线的夹角——折射角1.光的折射一、折射定律入射角i10304050607080折射角r6.619.525.430.735.338.841.1i/r1.511.541.571.631.701.801.95sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.50入射角的正弦跟折射角的正弦成正比=n（n为常数）实验结论：以光从空气射入玻璃为例折射角和入射角有什么关系呢？sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.501.50入射角i1020304050607080折射角r6.613.219.525.430.735.338.841.1玻璃水折射角r7.514.922.128.935.240.64547.8sini/sinr1.331.331.331.331.331.331.331.33金刚石折射角r4.18.111.915.418.52122.924sini/sinr2.422.432.422.422.412.422.412.42可看出：光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦与折射角的正弦之比相等。1621年，荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的关系，并把它总结为光的折射定律．斯涅耳一、折射定律2.折射定律：（斯涅耳定律）（1）入射光线、折射光线、法线在同一平面内；（2）入射光线、折射光线分居法线两侧；（3）入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数一、折射定律小结提升1折射定律1.内容：三线共面；分居两侧；入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数2.光路具有可逆性空气玻璃NN'OAir介质折射率介质折射率金刚石

2.42

空气1.00028酒精

1.36

水1.33水晶

1.55

玻璃1.5~1.8几种介质的折射率：二、折射率1.定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比n，叫这种介质的折射率2.物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小。3.定义式：

，不能说n与sinθ1成正比、与sinθ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。4.计算式：何介质的折射率总大于1

例1.如图所示，一条单色光线从某介质射入空气时，若入射光线与界面的夹角为60°，折射光线与界面的夹角30°，求该介质的折射率 60°空气介质30°解析：根据光路的可逆性可知：入射角为60°，折射角为30°

例2.光线以60o的入射角从空气射入到玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.求玻璃的折射率和光在玻璃中传播的速度.（空气中的光速约等于真空中光速c）i解析：入射角为60°，由题中折射光线与反射光线恰好垂直可知：折射角为30°例3.如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。OACBGDFOACBGDF因底面直径和桶高相等,由此可知∠AOF=∠ABG=450又∵OD=2CD油的折射率光在油中的传播速度解:水中鱼的实际位置比看上去的要深．4.视深问题有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳没有大气时小结提升2折射率的理解1.不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，θ1总是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。2.折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。3.折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。4.折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。5.任何介质的折射率都大于1测量玻璃的折射率实验目的掌握测定玻璃折射率的方法。实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。测量玻璃的折射率实验过程一、实验步骤1.如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。

2.在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线),过aa′上的一点O画出界面的法线NN′,并画一条线段AO作为入射光线。测量玻璃的折射率3.把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另一边bb′。4.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像,记下P3、P4的位置。出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角。测量玻璃的折射率5.移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′,直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。6.连接OO′,入射角i=∠AON,折射角r=∠O′ON′,用量角器量出入射角和折射角。7.用上述方法测测量玻璃的折射率数据处理1.计算法:通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射角和折射角的正弦值,再代入

中求多次不同入射角时n的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。2.图像法:求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出sini-sinr图像,由

可知图像应为直线,如图所示,其斜率为折射率。测量玻璃的折射率3.单位圆法:在不使用量角器的情况下,可以用画单位圆法。(1)以入射点O为圆心,以一定长度R为半径画圆,交入射光线OA于E点,交折射光线OO′于E′点,过E作NN′的垂线EH,过E′作NN′的垂线E′H′,如图所示。(2)由图中关系OE=OE′=R则

只要用刻度尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n。测量玻璃的折射率误差分析1.入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大。2.入射角、折射角测量不精确。为减小测角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。测量玻璃的折射率注意事项1.实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。2.入射角i应适当大一些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。3.在操作时手不能触摸玻璃砖的光洁面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。4.在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。5.玻璃砖应选用宽度较大的,宜在5cm以上。若宽度太小,则测量误差较大。12123412θ1θ23412θ1θ234θ2θ11234θ1θ2ABCD1.不能用铅笔直接靠着玻璃砖画,以免损伤玻璃砖的光学表面。注意事项：

2.大头针间距应该适当大一些,以减小确定光路向时出现的误差,提高测量的准确度。3.入射角不要过小，也不要过大。因为入射角过小,