新教材高中物理第4章光的折射和全反射第1节光的折射课件鲁科版选择性

第1节光的折射1.理解光的反射定律和折射定律,并能用来解释和计算有关问题。2.理解折射率的定义及其与光速的关系,并能用来进行有关计算。3.能应用折射定律分析视深问题。1.光的折射现象:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会①

的现象。2.斯涅耳定律(又叫光的折射定律)入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。即n=②

。3.光路可逆性:在光的反射现象和折射现象中,光路都是③

的。1|探究折射角与入射角的定量关系、光的折射定律改变可逆1.折射率:光从真空(或空气)射入某种介质发生折射时,入射角i的④

跟

折射角r的⑤

的比值n,称为这种介质的折射率。2.意义:介质的折射率反映了光在介质中的⑥

程度。折射率越大,介质

使光偏离原来传播方向的程度就⑦

。3.折射率与光速的关系:某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c与光在

这种介质中的传播速度v之比,即n=⑧

。4.色散现象:在同一种介质中,红光的传播速度最大,折射率最⑨

;紫光

的传播速度最小,折射率最⑩

。2|折射率正弦正弦偏折越大小大1.反射现象、折射现象的光路都是可逆的。

()2.入射角增大为原来的2倍,折射角和反射角也都增大为原来的2倍。

()判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。3.折射率与入射角、折射角的大小有关,与两种介质的性质无关。

()4.任何介质的折射率都大于1。

()5.光从一种介质射入另一种介质时,其折射角一定大于入射角。

()6.光在某种介质中的传播速度越大,则该介质的折射率越大。

()√提示:入射角增大为原来的2倍,反射角增大为原来的2倍;入射角的正弦与折射角

的正弦之比是一个常数,折射角也增大,但不是原来的2倍。✕提示:折射率与入射角、折射角的大小无关,与两种介质的性质有关。✕√提示:光从某种介质射入真空(或空气)发生折射时,其折射角一定大于入射角。✕提示:光在某种介质中的传播速度越大,则该介质的折射率越小。✕1|光的折射定律的理解与应用情境将激光演示仪接通电源,暂不打开开关,将烟雾发生器点燃置入光的折射

演示器中,将半圆柱透明玻璃放入对应的位置。

设问1.打开开关,将激光管点燃,让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上,让光线过

圆心入射,观察光从空气射到空气与玻璃的分界面时,发生什么现象?提示:一部分光返回到空气中去(反射光),另一部分光会进入到玻璃中去,但传播

方向与入射光的传播方向相比,发生偏折。2.仔细观察一下,思考光的折射中入射光线、法线、折射光线有什么规律呢?

提示:折射光线、入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线

两侧。拔高问题3.打开开关,将激光管点燃,让一束激光照在半圆柱透明玻璃的曲面上,让光线过

圆心入射,观察光从玻璃射到空气与玻璃的分界面时发生的现象。比较两次实验

可以得折射角、入射角有什么关系呢?提示:当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角;当光从玻璃斜射入空气中

时,折射角大于入射角。4.观察激光从空气射入玻璃砖的光路及由玻璃砖射向空气的光路,并使后者的入

射角与前者的折射角相等,你能发现什么规律?提示:在光的折射现象里,光路是可逆的。

对折射定律的理解(1)同面内:“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”,这句话大体上说明了

三线的空间位置,折射光线在入射光线与法线决定的平面内,即三线共面。(2)线两旁:“折射光线与入射光线分居在法线两侧”,这句话进一步确定了折射

光线的位置,使得折射光线的“自由度”越来越小。(i>0)(3)正比律:“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”,即

=n,折射角r随入射角i的变化而变化,入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值,当入射光线的位

置、方向确定下来时,折射光线的位置、方向就确定了。所以,光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时,在传播过程中遵循的

必然规律。

对光线偏折方向的理解(1)如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质,折射光线向法线偏

折,入射角大于折射角,并且随着入射角的增大(减小),折射角也会增大(减小)。(2)如果光线从折射率(n1)大的介质射向折射率(n2)小的介质,折射光线偏离法线,

入射角小于折射角,在某一范围内随着入射角的增大(减小),折射角也会增大(减

小),如图所示,即光线的偏折情况与介质的性质有关。

折射光路是可逆的当一束光由空气射向玻璃时,发生折射,如果让光线逆着原来的折射光线射到界

面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射,折射定律中的公式就变为

=

,式中i、r分别为此时的入射角和折射角。2|对折射率的理解情境请在表格基础上思考以下问题:(表一:光从空气射入玻璃)入射角i折射角rsini/sinr10°6.7°1.4920°13.3°1.4930°19.6°1.4940°25.2°1.51(表二:光从空气射入水)入射角i折射角rsini/sinr10°7.5°1.3320°15.0°1.3230°22.0°1.3340°28.7°1.34设问1.由此看出比例常数与什么因素有关呢?提示:在入射角相同的情况下,常数大的折射角小,说明常数较大的这种介质对光

线的偏折能力较大。而常数较小的,折射角反而大,说明介质对光线的偏折能力

也小,因此,这个常数反映了介质对光线的偏折能力。拔高问题3.那为什么任何介质的折射率都大于1呢?提示:光在不同介质中的速度不同,且小于光速c,某介质的折射率等于光在真空中

的速度c与光在这种介质中的速度v之比,即n=

>1。

光线的偏折与折射率的关系折射率是一个反映介质的光学性质的物理量。当光由真空射入某种介质发生折

射时,

为这种介质的折射率,即n=

,由此可知:当θ1一定时,n越大,θ2越小,此时光线的偏折角Δθ=θ1-θ2就越大,即n越大,光线的偏折角度就越大。

折射率与光速的关系介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关,即n=

,由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v,所以任何介质的折射率n都大于1。因此,光

从真空斜射入任何介质时,入射角均大于折射角;而光由介质斜射入真空时,入射

角均小于折射角。

决定因素介质的折射率的大小由介质本身及光的性质共同决定,与入射角、折射角无关,

不随入射角、折射角的变化而变化。

“相对折射率”与“绝对折射率”光从介质1射入介质2时,入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫作介质2对介质1的相

对折射率,通常用n21表示。若介质1是真空,则介质2相对真空的折射率叫作该介

质的绝对折射率,通常用n表示。设介质1的绝对折射率为n1,介质2的绝对折射率

为n2,则n21=

=

=

=

=

。3|光在棱镜中的色散问题

对光的颜色的理解光的颜色由色光的频率决定。不同颜色的光频率不同,在同种介质中传播时波长

不同,波速不同;光由一种介质进入另一种介质时,频率不变,故光的颜色不变。

色光特性比较各种色光红橙黄绿蓝靛紫频率小→大波长长→短临界角(同种介质中)大→小折射率小→大波速(真空中)不变,c=3×108m/s波速(介质中)大→小经三棱镜折射时偏向角大小小→大