第四章 第1节 光的折射(Word教参)-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

第1节　光的折射 核心 素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.知道折射率的概念。 2．知道折射率和光速的关系。 1.理解光的折射定律，能用光的折射定律解决问题。 2．解释光的折射和光的色散现象。 掌握测定介质折射率的方法，通过探究，知道光的可逆性。 能体会生活中光的折射现象，并能用所学知识进行解释。 [对应学生用书P69] 知识点一 探究折射角与入射角的关系　光的折射定律 1.光的折射❶：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变的现象。 2．斯涅耳定律(光的折射定律) (1)内容：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数❷。 (2)表达式：＝n。 3．折射率：物理学中，把光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的正弦的比值n，称为这种介质的折射率，也称绝对折射率。 4．光路可逆性：与反射现象一样，在折射现象中，光路也是可逆的。 1．入射角变化时，折射角也随之变化，但入射角一定大于折射角。(　　×　　) 2．折射率大的介质，密度不一定大。(　　√　　) 3．在光的反射现象中，光路是可逆的；在光的折射现象中，光路是不可逆的。(　　×　　) 知识点二 折射率 1.物理意义：反映介质光学性质的一个物理量，折射率越大，介质使光偏离原来传播方向的程度就越大。 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＝❸。 3．色散现象 (1)原因：不同颜色的光在同一介质中的传播速度不相同，折射率也不相同。在同一种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，红光的传播速度最大，折射率最小；紫光的传播速度最小，折射率最大。 (2)现象：一束白光射入三棱镜时，由于白光中不同色光的折射率不同，偏折程度就不同，紫光偏折程度最大，红光偏折程度最小，经三棱镜折射后，会出现色散现象。 1．光在某种介质中的传播速度越大，则说明该介质的折射率越大。(　　×　　) 2．光在真空中的传播速度最大。(　　√　　) 3．光在发生折射时，折射后的速度与折射前的速度大小相等。(　　×　　) 批注❶：入射角与折射角的关系 (1)光的折射中的特征量 入射角：入射光线与法线间的夹角，一般用i表示(如图所示)。 折射角：折射光线与法线间的夹角，一般用r表示(如图所示)。 (2)实验结论：当入射角变化时，折射角也随之变化。 批注❷：入射角i与折射角r之比不是一个常数。 批注❸：由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于1。真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。 [对应学生用书P70] 探究点一　光的折射定律和折射率　(科学思维之提升) ►情境探究 (1)如图所示，筷子斜插入水中，请问人在外面看筷子的视深和筷子的实深相同吗？ 提示：不相同。 (2)甲、乙两个图中，虚线代表什么？ 提示：虚线表示光不发生折射时的传播路线。 (3)观察筷子和鱼时发生的折射现象，其原理是什么？ 提示：光从水中射入空气时，由于介质不同，光的传播路径发生偏折。 ►探究归纳 1．入射角与折射角的大小关系 (1)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。 (2)当光从折射率较小的介质斜射入折射率较大的介质时，入射角大于折射角；当光从折射率较大的介质斜射入折射率较小的介质时，入射角小于折射角。 2．对折射率的理解 (1)关于正弦值：当光由真空作斜射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值的比值是一个常数。 (2)关于常数n：入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数n反映了各种介质的光学特性。 (3)折射率与光速的关系：光在介质中的传播速度v跟介质的折射率n有关，即n＝。由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1。 (4)决定因素：介质的折射率是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化。 ►对点例练 一个储油桶的底面直径与高均为d，当桶内没有油时，从点A恰能看到桶底边缘的点B，如图甲所示；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，如图乙所示，C、B两点相距。 (1)请在图乙中画出光路的示意图。 (2)求油的折射率。 (3)求光在油中的传播速度。 答案：(1)见解析　(2)1.58　(3)1.90×108 m/s 解析：(1)“恰好看到”表明人眼看到的是C点发出的光线经界面折射后进入人眼的边界光线，因此光路示意图如图所示。 (2)由题意和(1)中的光路图可得 sin r＝，sin i＝， 由折射定律得油的折射率n＝＝≈1.58。 (3)由公式n＝可