4.1 光的折射-2021-2022学年高二物理教学一体案（人教版2019选择性必修第一册）

第四章　光 §4.1 光的折射 一、学习目标 1．.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关的问题。 2．理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系。 3．会依据光的折射定律作出光路图。 4．掌握测定玻璃折射率的实验，会解决与实验相关的问题。． 二、学习过程 【问题探究】有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，这是为什么？ 【知识点1】折射定律 1．光的反射 (1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光返回到第1种介质的现象． (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角． 2．光的折射 (1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象．在光的折射现象中，光路是可逆的． (2)折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)． (3)光的方向：①光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向要发生变化． ②当光垂直界面入射时，光的传播方向不变． (4)入射角与折射角的大小关系：当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角． 例题1、在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是 不可能是入射光线              不可能是入射光线 不可能是入射光线              一定是反射光线 A. B. C. D. 跟踪训练：如图所示，某同学记录了光线在空气和某介质的分界面上发生的光路变化，思考后回答以下问题。 分界面是______________； 入射光线是______________； 介质折射率为______________； 光在介质中传播速度为______________。 例题2、光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图； (2)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？ 【问题探究】如表所示是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射的规律时得到的实验数据．请在表格基础上思考以下问题： 入射角θ1(°) 折射角θ2(°) 10 6.7 1.49 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.71 1.51 70 38.6 1.81 1.50 80 40.6 1.97 1.51 (1)随着入射角的增大，折射角怎样变化？ (2)当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量(误差允许范围内)? 【知识点2】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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝. 2．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＝. 3．理解 由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1. 例题3、关于折射率，下列说法正确的是 A. 根据可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比 B. 根据可知，介质的折射率与入射角的正弦值成反比 C. 根据，介质的折射率与介质中的光速成反比 D. 以上说法都不正确 跟踪训练：一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为、两束单色光，其传播方向如图所示则下列关于、两束光的说法，正确的是    A. 玻璃对光的折射率比小 B. 真空中，光的波长比长 C. 光在该玻璃中的传播速度比大 D. 如果光是绿光，光可能是紫光 例题4、如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于边入射，经棱镜折射后从边射出．已知，光在真空中的传播速度为。求： 该棱镜材料的折射率； 光在棱镜中的传播速度． 【知识点3】实验：测量玻璃的折射率 一、实验目的 掌握测量玻璃折射率的方法。 二、实验设计 1．实验方案 如图，当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律，就可以求出玻璃的折射率了。 2．实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝。 3．实验