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4章 光 4.1 光的折射 学习目标 1.物理观念：理解折射率的物理意义。 2.科学思维：理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关的问题。 3.科学探究：掌握测定玻璃折射率的实验，会解决与实验相关的问题。 引入 筷子“折断” 是不是光的反射呢？ 如果不是，那么这属于哪种现象呢？ 山峦在湖泊中的倒影是光的反射现象 加水 一、光的反射定律和折射定律 1．光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的_______时，一部分光_______到第1种介质的现象。(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在_______内，反射光线与入射光线分别位于______________；反射角 入射角。 思考：当光从一种介质射到另一种介质时，会发生哪些现象？ 介质1 介质2 2．光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的_______时，一部分光_______第2种介质的现象。 实验数据（光从空气射入水中） 入射角(°) 折射角(°) 10 7.5 20 15 30 22 40 29 50 36 60 42 70 47 / 1.31 1.33 1.36 1.38 1.39 1.43 1.49 找一找折射现象中入射角和折射角间的定量关系； sin/sin 1.31 1.31 1.30 1.31 1.30 1.30 1.29 光从空气射入水中，入射角的正弦与折射角的正弦之比为定值，约为1.30 (2)折射定律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__________；__________与_________成正比，即＝n12(式中n12是比例常数)(3)在光的折射现象中，光路是_______的. 思考：光从一种介质进入另一种介质时,传播方向是否一定变化？ 例1、如图所示，某同学记录了光线在空气和某介质的分界面上发生的光路变化，则 分界面是： ，入射光线是： 。 法线是： ，反射光线是： 。 折射光线是： 。 二、　折射率 1．定义： 光从真空射入某种介质发生折射时，______________与______________之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝ 。 2．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＝ 。 当从介质入真空，问哪个为入射角，哪个为折射角。 10 3．理解 （1）由于c＞v，故任何介质的折射率n都_______(填“大于”“小于”或“等于”)1。 （2）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，n是定值。光以相同入射角从真空射入玻璃和水中，大体上画出其折射光线。 （3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越 光线偏折越 。 例2、一束光由空气射入某介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是( ) A. B． C. D． D 例3、两束平行的细激光束垂直于半圆柱形玻璃的平面射入，如图所示．已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一束光的入射点是A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃半圆截面的半径为R，OA＝，OP＝R.求玻璃的折射率． 例4：边长为d的正方体透明介质置于真空中，其横截面ABCD如图所示。有两束平行光Ⅰ、Ⅱ分别从上表面的A点和AB的中点沿与水平方向成30°角同时斜射入介质中，两种光在界面上折射后恰好相交于正方体底面的C点。已知真空中光速为c，求： (1)介质对光Ⅰ、Ⅱ的折射率； (2)光Ⅰ、Ⅱ到达C点的时间差。 1．实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测出入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝ . 2．实验器材 玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔． 3．实验步骤 (1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上． (2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)， 过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并 画一条线段AO作为入射光线． 三、测玻璃砖的折射率 (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′. (4)在直线AO上竖直插上两枚大头