4.1 光的折射 学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

山东省聊城第三中学高二物理 编写： 审核： 使用时间：2023年12月05日 4.1 光的折射 ★★学习目标★★ 核心素养 学习目标 科学思维 理解光的折射定律 物理观念 理解折射率的概念，知道折射率和光速的关系 科学思维 能够用光的折射定律解释光的折射和光的色散现象 ★★课前预习★★ 研课本填空（一） 折射定律 1．光的反射和光的折射 (1)光的反射：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的 时，一部分光会返回到 介质，这种现象叫作光的反射。如图所示。 (2)光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时， 光进入 介质的现象。 2．折射定律 (1)内容：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 ，即＝n12。 (2)在光的折射现象中，光路是 逆的。 研课本填空（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 率，简称 率，用符号 表示。真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。 （2）折射率与光速的关系：不同介质的折射率不同，是由光在不同介质中的 不同引起的，即n＝，式中c为光在 中的传播速度．由于c＞v，故n＞1． ★典例1★：如图所示，光线以入射角θ1，从空气射向折射率为n＝的玻璃表面。 (1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？ (2)当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？(用反三角函数表示) ★变式1★(多选)如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(　　) A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的 C．介质的折射率为 D．反射光线与折射光线的夹角为90° ★★课堂探究★★ ★ 探究一 光的折射定律和折射率 ★ 1．入射角与折射角的大小关系（填空） (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 大小而定． (2)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角 折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角 折射角． 2．折射光路是可逆的 在光的折射现象中，光路是可逆的，即 3．对折射率的理解 (1)关于正弦值：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 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 ，但不同介质具有不同的 ，说明常数反映了该介质的光学特性． (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 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 的物理量，它的大小由介质 及 共同决定，不随 角、 角的变化而变化． ★典例2★如图所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行．此玻璃的折射率为(　　) A．　　　B．1.5　　　C．　　　D．2 ★变式2★如图所示，一小孩站在宽 的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为 的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发现两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为 ，河水的折射率为 ，试估算河水深度。 ★探究二 光的折射要注意的问题★ 折射问题的四点注意 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定． (3)利用反射定律、折射定律求解． (4)注意光路可逆性、对称性的应用． ★典例3★利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度．在如图所示的光路中，A为激光的出射点，O为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO过半圆顶点．若某条从A点发出的与AO成α角的光线，以入射角i入射到半圆弧上，出射光线平行于AO，则此玻璃的折射率为(　　) A． B． C． D．