内容正文:
2022版·物理必修第二册
物理·选择性必修第一册
第四章 光
第一节 光的折射
课时1 光的折射
分界面
分界面
成正比
同一平面内
两侧
可逆
光学性质
真空
真空
大于
×
×
√
×
×
×
课标要求
核心素养
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______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______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__________,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______,即____________=n12。
(2)在光的折射现象中,光路是____的。
二、折射率
1.物理意义:反映介质的________的物理量。
eq \f(sin θ1,sin θ2)
2.定义
光从____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____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____1。
eq \f(sin θ1,sin θ2)
eq \f(c,v)
【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 eq \f(sin i,sin r) =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= eq \f(sin θ,sin γ)
联立可得n=tan θ
(2)如图所示。
根据几何关系可得d= eq \f(D,sin (90°-θ)) ·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. eq \r(2)
B. eq \f(\r(2),2)
C. eq \r(3)
D. eq \f(\r(3),3)
解析:选C。角A