§4.1 光的折射-2021-2022学年高中物理同步备课精选课件（人教版2019选择性必修第一册）

4.1 光 的 折 射 第四章 光 海市蜃楼 界面 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 光被两种介质的界面反射回原来的介质中 一、光的反射定律 1、反射光线与入射光线、法线在同一平面 2、反射光线和入射光线分居法线两侧 3、反射角等于入射角 光路可逆 二、光的折射定律 1、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 折射角、入射角有什么关系呢 ？ θ1 θ2 空气 玻璃 N N' A O B 3、当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 玻璃 4、当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角 空气 水 玻璃 5、当入射角增大时，折射角也随着增大 实验课题： 研究光从空气射入玻璃时折射角与入射角的定量关系 实验设想： 要测出折射角和入射角 必须显示出光传播的路径并标出入射角和折射角 1、产生一束光 2、显示光传播的路径 3、标记路径 4、画出光路图 视频链接 光的折射现象 N N′ 空气 玻璃 i r O A B 界面 法线 入射光线 折射光线 入射角 折射角 ( ( 反射光线 光的折射规律 二、光的折射定律 人类经历了一千多年的时间，从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。 6、入射角的正弦和折射角的正弦成正比 = n12 比例常数 空气→玻璃 n 大于 1 玻璃→空气 n 小于 1 斯涅耳定律 1、规律得出的过程: 2、正确规律的得出往往要经过曲折的过程，要经过实践的多次检验。 自主感悟 古希腊哲学家托勒密的结论:折射角与入射角成正比 荷兰数学家斯涅耳的结论: 折射角与入射角的正弦成正比 托勒密的实验数据记录非常详细、准确，只可惜欠缺数学眼光，致使结论的总结出现错误。而这个看来仅仅一步之遥的距离却又使人类经历了一千五百多年的探索！ 7、折射率 （1）折射率-----是光从真空射入某种介质中时的折射率(光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率．相对折射率在高中不作要求 ) （2）n的大小与介质有关，与θ1和θ2无关，对于确定的介质，n是定值，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2 （3）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。 定义式: 折射率 二、光的折射定律 灵机一动 θ1 θ2 光很有可能是一种波 这跟惠更斯原理揭示的波折射的规律何其相似 光的反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应等波动特征在以后的学习中会一一碰到 光确实是一种波 某介质的折射率，等于光在真空中的速度c与光在介质中的速度v之比： c v n= （n＞1） 光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。 研究表明： 二、光的折射定律 折射光路也是可逆的吗？ i r 空气 水 折射光路是可逆的 比实际物体位置偏上，看起来比实际深度浅。 三、折射定律的应用 水下的鱼看起来比实际的深度深还是浅？ 在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？ 高 水 看到的气球在折射光线的反向延长线上. 空气 三、折射定律的应用 比例常数n12与什么因数有关？ r i 空气 玻璃 空气 水 r′ i 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 实验原理： 1、根据折射率的定义： 要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射角和入射角。 空气 玻璃 i=? r=? 界面 法线 实验过程： （1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）； （2）在白纸上画一条线a作为界面，过a上的一点O（作为入射点）画法线NN′，并画AO作为入射光线； 实验：测玻璃砖的折射率 （3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与a对齐（确保O为实际入射点） ，确定玻璃砖的另一界面a′ （确保出射点准确） ； （4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另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、P2、P1的像，记下P3、P4位置； 实验：测玻璃砖的折射率 （5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与a′交于O′（作为实际出射点），直线O′D代表沿AO方向的入射光通过玻璃砖后的传播方向； （6）连接OO′，入射角1=∠AON ，折射角2＝ ∠N′OO′，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中； 实验：测玻璃砖的折射率 （7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中； （8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率. 实验：测玻璃砖的折射率