第4章 1.光的折射-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修1（人教版2019）

第四章　光 　　▶导语:本章涉及两部分内容,一是定量研究光的折射和全反射现象,解决此类问题的关键是掌握光的折射和全反射的规律,并正确画出光路图;二是光的干涉、衍射、偏振现象,了解光也是一种波,由于其特殊的性质使它有别于机械波。本章中有两个实验,分别是测量玻璃的折射率和用双缝干涉测量光的波长。理解实验原理,会正确操作仪器、处理实验数据、分析实验结果,提高科学探究能力。光现象深深影响着我们的生活,用光学知识解释生活生产中的现象,体现学以致用。 要点精准概括 2个几何光学现象:光的折射、全反射 1个几何光学定律:光的折射定律 3个几何光学公式:折射率定义式n=、折射率计算式n=、全反射临界角与折射率的关系sin C= 1个作图:几何光学光路图 3个光学现象:光的衍射、干涉和偏振现象 2个实验:测量玻璃的折射率、用双缝干涉测量光的波长 3种思想方法:抽象思维、作图法、解析法 4种解题方法:用作图法分析、计算光的折射和全反射问题,用光的干涉、衍射理论分析光学现象,用路程差分析明、暗条纹,用公式Δx=λ计算条纹间距 2种关键能力:抽象思维能力、科学探究能力 1.光的折射 学习目标 情境导入 1.通过实例和实验探究掌握光的折射定律。 2.理解折射率的定义及其与光速的关系。 3.学会用光的折射率处理有关问题。 　　 平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城郭、树木等幻景,称为海市蜃楼。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景,古人归因于蛟龙之属的蜃,吐气而成楼台城郭,因而得名。 　　同学们,你想知道海市蜃楼形成的原因吗?主要原因就是我们这节课要学习的折射现象。 课前新知初探 知|识|梳|理 一、反射定律和折射定律 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,一部分光会返回到第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。 (3)在光的反射现象中,光路是可逆的。 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,一部分光会进入第2种介质的现象。 (2)折射定律(如图所示)。 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)在光的折射现象中,光路是可逆的。 二、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.对折射率n的理解。 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。 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生变化。 (×) (2)入射角增大为原来的2倍,折射角和反射角也都增大为原来的2倍。 (×) (3)介质的折射率越大,光在这种介质中传播的速度越快。　 (×) (4)由折射率的定义式n=得出,介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比,与折射角θ2的正弦成反比。 (×) 2.下列说法正确的是 (　　) A.光从一种介质进入到另一种介质,一定要发生偏折 B.光从空气进入另一种介质,折射角大于入射角 C.光从空气进入另一种介质,光速要减小 D.光从一种介质进入空气,折射角小于入射角 解析　光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生变化,但并非一定要变化,A项错误;光从空气进入另一种介质时,折射角小于入射角,光速要减小,故B、D两项错误,C项正确。 答案　C 课堂合作探究 　 探究一　光的折射现象和折射定律 1.光的传播方向。 光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生变化(斜射),并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。 2.入射角与折射角的大小关系。 光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。当光从真空斜射入介质时,入射角大于折射角;当光从介质斜射入真空时,入射角小于折射角。 【例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 (　　) ①bO不可能是入射光线 ②aO不可能是入射光线 ③cO不可能是入射光线 ④Ob一定是反射光线 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 解析　根据反射定律可知反射角和入射角相等,位于分界面同一侧且分居法线两侧,根据折射定律可知当光由光疏介质射入光密介