6.1 光的折射和全反射 课件 -2022-2023学年高二下学期（中职）物理高教版（2021）通用类

第一节 光的折射和全反射 物理（通用类） 主题六 光现象及其应用 同学们，大家好！今天我们一起来学习《物理》“主题六 光现象及其应用”的“第一节 光的折射和全反射”。 1 这是一种什么生物呢？它是怎么拍摄出来的呢？ 【情境与问题】 如图所示的是一位野外摄影师拍摄的一张照片，在一个不明生物的身体上“长”了4只脚。 2 主要内容 光线 光的折射 1 2 全反射 3 本节我们要学习的主要内容。 3 01 PART 01 光线 一、光线 我们已经知道，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。为了便于研究光的传播规律，物理学中常用一条带箭头的直线来表示光的传播方向，这条直线称为光线。它也是人们为了研究方便建构的一种物理模型。 光是一种特殊形态的物质，其本质是波长不同的电磁波。可见光的波长约在400～770 nm之间。 5 人眼在观察物体时，往往根据射入眼睛的光线的方向和光沿直线传播的经验来判断物体位置，认为光是从射入眼睛的光线的反向延长线处发出的，如下图所示。 一、光线 6 02 PART 02 光的折射 将一根筷子斜插入水中时，可观察到筷子在水面处发生弯折的现象，如右图所示。 这种光从一种介质射入另一种介质时，光线的方向发生改变的现象，称为光的折射。 二、光的折射 生活中可以经常看到光从空气射向水或玻璃时发生的折射现象，那么，光的折射角与入射角之间存在什么关系呢？ 8 【活动与探究】 用玻璃砖探究光的折射规律 二、光的折射 发现问题：当光从空气射入玻璃时，入射角和反射角之间有什么规律呢？ 提出假设：折射角一般随着入射角的增大而增大，可能与入射角成正比。 9 【活动与探究】 用玻璃砖探究光的折射规律 二、光的折射 设计方案：将一块矩形玻璃砖放在白纸上，用激光灯以一定的入射角从空气射向玻璃，如右图所示，测量激光进入玻璃后的折射角，尝试归纳折射规律。 10 【活动与探究】 用玻璃砖探究光的折射规律 二、光的折射 收集证据：使入射角从0°~80°之间，每隔10°测量一个折射角，记录到下表中。 入射角 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角                   11 【活动与探究】 用玻璃砖探究光的折射规律 二、光的折射 结果验证：与本学习小组的同学一起分析以上实验数据，尝试归纳折射规律。最后得出结论：光的折射角与入射角 。 反思改进：与其他组的同学交流，最终可以得出什么结论？ 12 直到 1621 年，荷兰数学家斯涅耳才发现了入射角和折射角之间存在的准确关系，但是不能解释其产生的原因。 后来有人猜测折射角与入射角之间的关系与它们的密度有关，又被实验证伪。 古人在公元2世纪测定了光从空气向水中折射时入射角与折射角的对应关系，并认为折射角与入射角成正比。近千年后被人证实是错误的。 二、光的折射 13 观察法是人们有目的、有计划地通过感觉器官或借助科学仪器对自然现象在自然发生的条件下 进行资料搜集的一种方法，是最基本、最古老、最直接的科学方法。 【思维与方法】 观察法 观察是获得感性材料的基本途径，人类探索自然的一切实践活动都离不开观察。在所有物理实验中必然使用观察法。 二、光的折射 14 当光从真空射入其他不同的介质时，会发生不同程度的偏折，这种现象显示了介质对光作用的性质。 原来，光在真空中的速度最大，约为 3×108 m/s，在其他介质中的速度都小于这一数值。 后来在法国科学家斐索和傅科通过实验测定了空气和水中的光速后，人们才真正了解折射规律。 二、光的折射 15 由于光在真空中的速度大于光在任何介质中的速度，所以，其他介质的折射率都大于 1。 为了描述介质的这种性质，人们把光在真空中的速度 c 和在介质中的速度 v 的比值，称为介质的折射率，用 n 表示： 二、光的折射 16 几种介质的折射率 二、光的折射 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 甘油 1.47 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5～1.9 水 1.33 树脂 1.5～1.8 冰 1.31 水晶 1.55 空气 1.000 28 17 眼镜片的材料一般有玻璃和树脂两种。玻璃镜片表面耐磨，但是重量较大，并且容易破碎，不安全。树脂镜片较轻，重量只有玻璃镜片的一半，抗冲击性是玻璃镜片的数十倍，所以很安全。树脂镜片还可以染色，进行多种框架的特殊加工，但树脂镜片表面较玻璃镜片易磨损，须细心护理。 【应用与拓展】 眼镜片与折射率 二、光的折射 镜片品质的一个衡量标准就是折射率。一般来说，相同的屈光度，折射率越高，镜片越薄，品