4.1光的折射 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章 光 光使我们能够认识宇宙 光使我们能够认识微观世界的奥秘 几何光学 物理光学 4.1光的折射 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫的上方还是下方？ 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 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 1.光的反射：光被两种介质的界面反射回原来的介质中 折射光线 2.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质中，传播方向通常会发生改变。 折射角 问题：光在折射时遵从什么规律呢？ 一、折射定律 思考：光发生了折射，它的入射角θ1和折射角θ2存在什么样的关系呢？ 入射光线 法线 θ1 折射光线 θ2 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 sinθ1/sinθ2 1 30 0.50 19 0.33 1.54 2 40 0.64 25 0.42 1.52 3 50 0.77 30 0.50 1.53 4 60 0.87 35 0.57 1.51 平均值 1.52 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。 空气→玻璃：n>1;玻璃→空气：n<1 式中 n12 是比例常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。 入射光线 法线 θ1 折射光线 θ2 光路是可逆的 二、折射率 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，用符号 n 表示。 注意：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 研究表明，光在不同介质中的传播速度不同；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 折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 氯化钠 1.54 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5-1.8 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.00028 课本例题 如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距1/4d 。求油的折射率和光在油中传播的速度。 解： 因为底面直径与桶高相等，所以 ∠AON ＝∠BON′＝ 45º 由 ON′＝ 2CN′可知 因此，油的折射率 所以光在油中的传播速度 测量玻璃的折射率 实 验 ①实验步骤与过程 ②实验数据处理方法 θ1 sinθ1 θ2 sinθ2 sinθ1/sinθ2 1 30 0.50 19 0.33 1.54 2 40 0.64 25 0.42 1.52 3 50 0.77 30 0.50 1.53 4 60 0.87 35 0.57 1.51 平均值 1.52 sinθ2 sinθ1 0 G H E F ③实验注意事项 一、插针的注意事项 1.插针的间距适当大些 2.选用较厚的玻璃砖 3.大头针要竖直插入 4.入射角最好在30-60之间 二、玻璃砖注意事项 1.不能用手直接拿玻璃砖的光洁面 2.不能直接把玻璃砖当尺子画边界线 三、折射率的应用 海市蜃楼 S S′ 有大气，看到太阳更早。没有大气，将迟一些看到太阳。 蒙气差现象 空气 水 由于光的折射，水中物体的位置看起来比实际位置要高些。 铅笔弯折之谜 课堂练习 例1：图是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，指出哪些情况是可能发生的，哪些情况是不可能发生的。 解：甲、丁不可能发生，乙、丙可能发生。 例2：图是光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中所给出的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速。 课堂练习 解： 课堂小结 一、折射定律 二、折射率 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。 研究表明，光在不同介质中的传播速度不同；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 $