第四章 第一节 光的折射定律-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册同步全程学习全书word（粤教版）

[本章学业要求] 物理观念:能理解光的折射定律的内涵,了解光的全反射,能了解光的干涉、衍射和偏振的内涵,能了解激光的特性;能解释身边的光的折射与全反射现象,能解释生产生活中有关光的干涉、衍射和偏振的现象,能说明光纤、激光技术在生产生活中的应用.具有与光的折射、全反射、光的干涉、衍射和偏振相关的运动与相互作用观念和能量观念. 科学思维:能用光线模型探索生活中光的折射与全反射问题,能将光的干涉、衍射和偏振等与光波模型联系起来;能分析与光的折射和全反射相关的问题,通过推理获得结论并作出解释,能分析与光的干涉、衍射和偏振相关的光的波动性问题;能用与光的干涉、衍射和偏振相关的证据解释生活中光的波动性问题;能用与光的折射和全反射相关的证据解释生活中光传播的问题;能从不同角度思考光的传播的问题,能从不同角度思考光的波动性问题,知道质疑与创新是非常重要的. 科学探究:能完成“测定介质的折射率”和“用双缝干涉实验测光的波长”等实验.能分析相关事实和实验现象,会解释实验原理,提出并准确表述在实验中可能出现的物理问题;能在他人帮助下制订实验方案,能用玻璃砖、双缝干涉仪等相关器材收集数据;能分析数据,测得玻璃的折射率、测得光的波长;能撰写规范的实验报告,在报告中能呈现设计的实验表格、数据分析过程及实验结论,能有效陈述并讨论交流实验过程中的问题. 科学态度与责任:通过光纤技术的应用,能体会物理技术的应用对人类生活与社会发展的影响;能为科学家在光纤方面的伟大成果而感到自豪.通过双缝干涉实验,能体会物理实验器材的创新对科学测量有推进作用;有学习物理的内在动机与热情,能感受物理学之美;能认识科学普及的重要性,能在科学普及活动中发挥积极的作用. 第一节　光的折射定律 [课标引领] 建构核心素养 物理观念 理解光的折射定律、折射率的物理意义,知道折射率与光速的关系,会根据光的折射定律作出光路图,并能用来解释和计算有关问题 科学思维 通过画图,能用光线模型探索生活中光的折射问题,能分析与光的折射相关的问题 科学探究 能完成“测定介质的折射率”等实验.能分析相关事实和实验现象,会解释实验原理,提出并准确表述在实验中可能出现的物理问题 科学态度 与责任 通过了解生产、生活中的各种折射现象,加深对科学本质的认识,感受物理之美,增强热爱生活的信心 一、光的折射定律 把一根筷子放入空碗中,另一根筷子放入盛满水的碗中,观察两根筷子有什么不同,尝试解释不同的原因是什么. 答案:在盛满水的碗里的筷子好像折断了,在空碗里的筷子没什么变化.导致这种不同的原因应该是光的折射. 1.折射定律 (1)内容:当光线从空气射入介质时,发生折射,折射光线、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;入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值成正比. (2)公式:=n. 2.折射的应用 光学显微镜能将肉眼看不清楚的标本影像通过光的折射后放大,使肉眼能够观察到该标本的组织形态和结构. 二、折射率 光由一种介质进入另一种介质时,传播方向为什么会发生变化?光从真空以相同的入射角射向不同的介质时,折射角是不同的,为什么?综合上述两个问题,说明了什么? 答案:因为光在不同的介质中传播速度不同;因为不同介质对光的折射率不同;综上说明折射率的大小与光在这种介质中的传播速度 有关. 1.定义 把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值之比n,叫作这种介质的折射率. 2.定义式 n=. 3.物理意义 折射率与介质的自身性质有关,与入射角的大小无关,是一个反映介质的光学性质的物理量. 4.折射率与光速的关系 (1)不同介质的折射率不同,是由光在不同介质中的传播速度不同引起的,折射率与光在这种介质中的传播速度v的关系为n=. (2)由于真空中光速最大,故所有介质的折射率都大于1;且折射率越大,光在此种介质中的传播速度越小. 1.判断正误. (1)入射角就是入射光线与界面的夹角.(　×　) (2)当光从空气垂直进入水中时,水的折射率为0.(　×　) (3)光在介质中的传播速度总是小于在真空中的传播速度.(　√　) 2.是否可以由折射率的定义式n=得出介质的折射率与入射角i的正弦成正比,与折射角γ的正弦成反比?光在折射率大的介质中传播速度越大还是越小? 答案:不可以,折射率n由介质的光学性质和光的颜色决定,与入射角i和折射角γ无关.由v=知,n越大,v越小. 探究点一　折射定律的理解 如图所示,一块半圆形的玻璃砖放在带有角度刻度的圆盘上,使玻璃砖的圆心正好与圆盘刻度的圆心重合,将激光笔对准圆心照射,会观察到激光笔发出的一束光照射到玻璃砖表面后发生了反射和折射现象.请在图上标出法线、入射角、反射角和折射角.改变入射光线与法线的夹角,观察到折射光线与法线的夹角有什