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

第四章 光 4.1 光的折射 一.光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，这种现象叫光的折射。 折射光线 空气 水 i r 入射光线 折射角 入射角 （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （2） 折射光线和入射光线分居法线两侧。 2. 光的折射定律 （3）当入射角增大时，折射角也随着增大 入射角和折射角有什么定量关系呢？ 光由空气射入玻璃时入射角i和折射角r的数值表: 入射角i 折射角r i/r sini/sinr 30 21 1.4286 1.3952 40 27 1.4545 1.3985 50 33 1.5152 1.4066 60 38 1.5789 1.4068 70 42 1.6667 1.4046 6 结论 •公元140年，古希腊托勒密最早做了光的折射实验； •德国开普勒对光的折射进行了研究，并于1611年出版的《折射光学》表明，对于两种给定的媒质，小于30O的入射角同相应的折射角成近似固定的比。 •1621年荷兰斯涅耳找了折射角与入射角之间的正弦关系，但他没有发表； • 1637年，法国的笛卡尔发表了折射定律 i r 空气 玻璃 A B N N' 人类经历了一千多年的时间，从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。   n为常数 二 .折射率 （1）定义：折射率-----是光从真空射入某种介质中时的折射率 （2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定的介质，n是定值，不能说 n∝sini或n∝1/sinr （3）任何介质的折射率皆大于1 1、定义 反映介质的光学性质的物理量 空气 玻璃 空气 水 i i r′ r 2.物理意义 3.几种介质的折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 二氧化碳 1.63 真空本身的折射率 = 1 介质 折射率 岩盐 1.55 酒精 1.36 水晶 1.55 玻璃 1.5-1.8 水 1.33 空气 1.00028 4、折射的原因 为什么光从一种介质斜进入另一种介质传播方向会改变呢？ 某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度之比： v c n= （n＞1） 研究表明： 光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。 光从真空射入任何介质时，入射角都大于折射角。光从任何介质射入真空，入射角都小于折射角。 玻璃 O A B N N' i r 真空 N 玻璃 O A B N' 真空 i r sin i sin r =n sin r sin i 1 n = 【例1】光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反线光线恰好垂直。(真空中的光速c＝3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图 (2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度 (3)当入射角变为45°时，折射角等于多大 (4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由。 【解析】 三 .折射现象 P P 弯折的筷子 光的色散现象 白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（光谱） 红光在上端 2、不同色光在同一介质中的传播速度不同。 紫光在最下端 实验说明： 1、白光是复色光； 21 光的颜色由光的频率和波长决定 一束白光 红→ 橙 →黄 → 绿 → 蓝 →靛 →紫 频率f 传播速度V 折射率n 小结记忆： 波长λ 22 频率f越大, 传播速度V越小, 折射率n越大. 例2. 如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。 O A C B G D F 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 O A C B G D F 因底面直径和桶高相等,由此可知 ∠AOF= ∠ABG=450 又∵OD=2CD 油的折射率 光在油中的传播速度 解: 返回 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 例题2、通过玻璃砖，字母看起来会显得高一些。假设玻璃砖的厚度为H，玻璃的折射率为1.5.如果垂直玻璃向下看，字母的视深是多少？ 1.光的折射 一.光的折射 （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （2）折射光线和入射光线分居法线两侧。 2.光的折射定律 光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，另一部分光进入第2种介质的现象。 课堂小结 （3）入射角的正弦和折射角的正弦成正比 3.在光的反射和折射现象中，光路是可逆的 1.定义式 二.折射率 sinr sini n= 2.物理意义 反映介质对光的折射能力的大小 (1)由题意知入射角θ1＝60°，反射角β＝60°，