4.1.1 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 第1节 光的折射（第一课时） 光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中. 【初中知识回顾】光射到水面会发生什么？ 光的折射 光的反射 一、光的折射 1. 定义： 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。 回顾初中知识，指出图中的三线两角，并说出光在折射时的规律。 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 ③当入射角增大时，折射角也随着增大 ④光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 ⑤垂直入射时，传播方向不发生改变 (还是折射) ⑥在光的折射现象中，光路也是可逆的 入射角与折射角有什么定量关系呢？ 1621 年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了两者之间的关系，并把它总结为光的折射定律。 2. 光的折射定律： 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: 【说明】n12是比例常数，它与入射角、折射角大小无关，只与两种介质的性质有关。两种介质确定， n12是确定不变的。 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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。用符号 n 表示。 【说明】①折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。（物理意义） ②折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。 2. 定义式： 真空 （ ） θ1是真空或空气中的角 3. 决定式： 【说明】n的大小与θ1和θ2无关，与介质和光的频率有关。 ① 同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小。 ② 同一种光对于确定的介质，n是定值，对于不同介质，n不同。 同一种光，在不同介质中波速、波长不同，但频率相同 (1) 当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； 当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。 (2) 光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化。 当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化。【发生折射的原因是光在不同介质中的速度不同】 (3) 所有光在真空中的速度相同，但不同颜色的光，在同种介质中的速度不同。对于同种介质，光的频率越高，折射率越大，偏折越厉害。【七色光从红到紫二率（n、f）依次增大，在同种介质中的二波（v、λ）依次减小。】 4. 几个知识点： 折射率越大，光线越靠近法线 三、生活中的折射现象 海市蜃楼 彩虹 潭清疑水浅 “铅笔弯折” 【例题】如图一个储油桶的底面直径与高均为d．当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶低上的点C，CB两点距离d/4．求油的折射率和光在油中传播的速度。 Ｂ Ａ d C 新课讲授 由 得 【练习1】关于介质的折射率，下列说法正确的是（ 　B 　） A．由折射率的公式 可知，介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比 B．由折射率公式 可知，介质折射率与光在介质中的传播速度v成反比 C．折射率反映的是介质本身的光学性质由介质本身及光的性质共同决定 D．玻璃的折射率大于1，水的折射率小于1 【练习2】如图所示是光线以相同的入射角从空气射入三种不同介质时的折射情况，则在三种介质中光的传播速度最小的是（ 　C 　） A．介质甲 B．介质乙 C．介质丙 D．三种介质均一样 【练习3】一条光线以40°的入射角从真空中射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能（ 　C　 ） A．小于40° B．在50°~100°之间 C．在100°~140°之间 D．大于140° 【练习4】某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1-sinθ2图像，如图所示，则下列判断正确的是（ AC ） A．他做实验时，研究的是光从空气射入玻璃的折射现象 B．玻璃的折射率为0.67 C．玻璃的折射率为1.5 D．他做实验时，研究的是光从玻璃射入空气的折射现象 B 5. D 6. 7．有一束单色光从A穿过B再折向C，下列说法中正确的是（ 　B　 ） A．介质B的折射率最大 B．介质C的折射率最大 C．光在介质B中的速度最小 D．光在介质C中的速度最大 课堂小结 一、折射定律 （1）三线共面 （2）分居法线 （3） 二、折射率 （1）反映了介质对光的偏折作用 （2）定义： （真空进入介质）（n>1） （3）决定式： 1．一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1=3