第四章 第一节 课时1 光的折射-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版2019）

　 第四章 　光 第一节 光的折射 课时1　光的折射 课标要求 核心素养 1．通过实验，理解光的折射定律。 2．会测量材料的折射率 1．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。 2．科学思维：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 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 一、折射定律 1．光的反射和折射 (1)光的反射：光从介质1射到该介质与介质2的分界面时，一部分光会返回到介质1，这个现象叫作光的反射。 (2)光的折射：光从介质1射到该介质与介质2的分界面时，一部分光会进入介质2，这个现象叫作光的折射。 2．折射定律 (1)内容 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。 (2)在光的折射现象中，光路是可逆的。 二、折射率 1．物理意义：反映介质的光学性质的物理量。 2．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＝。 3．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＝。 4．特点：任何介质的折射率都大于1。 【概念辨析·试身手】 (1)折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍。(×) (2)光在同一种均匀介质中传播时，也可以发生折射现象。(×) (3)当入射角为0°时，折射角等于0°。(√) (4)入射角变化，折射角也随之变化，但入射角一定大于折射角。(×) (5)折射率跟折射角的正弦成反比。(×) (6)介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越快。(×) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 光的折射 【要点培优】 1．对折射定律的理解 (1)“同面内”：“折射光、入射光和法线在同一平面内”。这句话大体上说明了三线的空间位置，折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面。 (2)“线两旁”：“折射光和入射光分别位于法线两侧”。这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小。 (3)“成正比”：“入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，即＝n”。折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值。当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就确定了。 (4)“正弦值”：当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数。 2．入射角与折射角的关系 (1)光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角。 (2)光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角。 [思考·探究] 1.将一根筷子斜插入装有水的茶缸中，可以看到水中的筷子向上弯了。水中的筷子发生了何种现象？ 提示：水中的筷子发生了折射现象。 2．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况。造成这种现象的原因是什么？ 提示：太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人观察到的太阳的位置比实际位置偏高。 【应用培优】 [例1] (2022·江苏高考真题)如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，反射光线与折射光线垂直，求： (1)水的折射率n； (2)两条折射光线之间的距离d。 解析：(1)设折射角为γ，根据几何关系可得γ＝90°－θ 根据折射定律可得n＝ 联立可得n＝tan θ (2)如图所示。 根据几何关系可得d＝·sin θ＝D tan θ 答案：(1)tan θ　(2)D tan θ [训练]1.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为(　　 ) A． B． C． D． 解析：选C。角A为30°，则光从AC面射出时，在棱镜中的入射角θ1＝30°，由于出射光线与AC的夹角为30°，所以折射角θ2＝60°，由光路可逆和折射率的定义可知n＝＝，故选C。 2．如图所示，真空中有一个半径为R的均匀透明球，两条相同光线与球的一条直径平行且处于同一平面中，与该直径的距离均为d＝R，两光线折射后正好交于球面。求： (1)该透明材料的折射率； (2)光线在球中传播的时间(不考虑光线在球中的多次反射，已知光在真空中的速度为c)。 解析：(1)设当球的折射率为n时，两束光刚好交于球面上，如图所示。 令光线射入球中时的入射角为i，折射角为r，则由图中的几何关系有r＝i 由于sin i＝＝ 所以i＝60°、r＝30° 由折射定律