第1课 光的折射 -【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第一册）

第1课 光的折射 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。 1．通过实验，理解光的折射定律。 2．理解折射率的意义，知道折射率与光速的关系。 3．能运用折射定律解释大自然的折射现象，分析解决一些简单的实际问题。 4．知道光的色散现象。 ( 0 2 预习导学 ) （一）课前阅读： “B超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为＝(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v2＝0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h可以用i、d表示。 （二）基础梳理 一、折射定律 1.内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在 内，折射光线与入射光线分别位于法线的 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 比. 2.表达式：＝n12(n12为比例常数). 【概念衔接】法线、入射光线、折射光线、入射角、折射角 【拓展补充】光路可逆 【即学即练】如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的(　 ) A．① B．② C．③ D．④ 【微点拨】注意偏折的方向 二、折射率 1．折射率 (1)定义式：光从 斜射入某介质中 n＝. (2)计算公式：n＝，因为v c，所以任何介质的折射率都 1. 2.对折射率的理解 (1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝. (2)同一种光，在不同介质中虽然波速、波长 ，但频率 . 3.在光的折射现象中，光路是 的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会 原来的入射光线发生折射. 【概念衔接】入射角、折射角、界面、法线 【拓展补充】色散 【即学即练】1．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sin i­sin r图像如图乙所示。则(　　) A．光由A经O到B，n＝1.5 B．光由B经O到A，n＝1.5 C．光由A经O到B，n＝0.67 D．光由B经O到A，n＝0.67 2．如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP＝OQ＝R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA＝，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD＝R，求该玻璃的折射率． 【微点拨】关键是画出光路图 三、测量玻璃的折射率 1．实验原理 如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过 法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出 OO′，求出 θ2，再根据n＝ 或n＝ 计算出玻璃的折射率。 2．实验器材 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔等。 3．实验步骤 (1)用 把白纸固定在木板上。 (2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。 (3)画出线段AO作为 ，并在AO上插上P1、P2两根大头针。 (4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′ ，并画出另一条长边的对齐线bb′。 (5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住 ，再插上P4，使P4 。 (6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′。 (7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2。 (8)改变 ，重复实验，算出不同 时的，并取平均值。 4．数据处理 (1)计算法：算出不同入射角时的n＝，并取平均值 。 (2)作sin θ1－sin θ2图像：由n＝可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为 。 (3)“单位圆”法 如图所示，sin θ1＝ ，sin θ2＝ ，OE＝OE′＝R，则n＝＝ 。 【概念衔接】平行玻