第4章 第1节 光的折射-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第1节　光的折射 【核心素养目标】 物理观念 认识光的折射现象。理解折射率的概念，知道折射率与光速的关系。 科学思维 掌握光的折射定律，能够应用折射定律解决有关问题。 科学探究 探究折射角和入射角间的关系。 科学态度与责任 能应用光的折射定律解释日常生活中的折射现象。 一、探究折射角与入射角的关系 1．光的折射现象 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，发生光的折射现象。折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧。 2．折射角与入射角的关系 入射角增大，折射角也增大，但折射角与入射角之间不是简单的正比关系，计算可得入射角的正弦与对应折射角的正弦之比几乎相等。 二、光的折射定律 1．折射定律 入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，这个关系称为光的折射定律，也叫斯涅耳定律。 2．表达式：＝n 式中n表示比例常数，是与介质有关的物理量。 3．在光的折射现象中，光路可逆 如果让光线逆着原来的折射光线的方向射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线的方向发生折射。也就是说，在光的折射现象中，光路是可逆的。 三、折射率 1．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。 2．物理意义 折射率是反映介质光学性质的一个物理量，它反映了光从空气斜射入介质(或从介质斜射入空气)时偏折的程度。 3．折射率与光速的关系 (1)介质的折射率n跟光在介质中的传播速度v有关，n＝。 (2)任何介质的折射率n都大于1。 4．决定因素 介质的折射率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。 5．光的色散 不同颜色的光在同一种介质中的传播速度不相同，折射率也不相同。当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，出现色散现象。 1．判断正误 (1)发生折射时，入射角与折射角之比为常数。(　　) (2)入射角增大时，折射角也一定增大。(　　) (3)光由真空射入介质时，根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比。(　　) (4)根据n＝可知，介质的折射率与介质中的光速成反比，无光通过时，介质折射率为0。(　　) (5)光由第一种介质进入第二种介质时，若入射角相同，不同色光的折射角不同。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√ 2．链接实景 图甲所示，我们从水面上会看到水中的筷子向上“弯折”，图乙为对应的光路。 请思考：(1)人的眼睛是如何判断物体的位置的？图乙中眼睛是如何看到筷子的？ (2)上面的情境是什么现象？其原理是什么？ 提示：　(1)人的眼睛是逆着射入眼睛的光线方向，通过至少两条光线的交点判断物体的位置的。图乙中眼睛是逆着出射光线的反向延长线看到筷子的。 (2)光的折射现象，折射定律。 知识点一　光的折射和折射定律 有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，如图所示。你知道这是为什么吗？ 提示：　从鱼身上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下方，如图所示。 1．光的传播方向：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化。 2．光的传播速度：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，光传播的速度发生变化。 3．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。 如图所示，将筷子竖直插入盛水玻璃杯内，从俯视图中的P点沿水平方向看到的应该是下列图中的哪个图形？(　　) D　[筷子在水中部分反射的光到达P点后折射，如图所示。筷子的上半部分偏左，下半部分更偏左，由于圆柱形盛水部分玻璃杯有放大作用，故下半部分会变粗，故选D。] 处理光的折射问题的一般思路 (1)根据题意画出正确的光路图。 (2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角。 (3)利用折射定律解释生活中的一些现象，对问题做出正确的判断。　　 针对练1. (多选)如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形。一束细的单色光从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和折射光束2。已