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

玻璃 01 光的反射 光 1 界面 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 光的反射：光被两种介质的界面反射回原来的介质中 1、反射光线与入射光线、法线在同一平面 2、反射光线和入射光线分居法线两侧 3、反射角等于入射角 光路可逆 一、光的反射定律 2 玻璃 02 光的折射 光 3 光的折射现象 光的折射：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 光的折射规律 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、当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 玻璃 4、当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角 5、当入射角增大时，折射角也随着增大 二、光的折射定律 6 斯涅耳 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（refraction law）： 6、入射角的正弦和折射角的正弦成正比 = n12 比例常数 斯涅耳定律 8 光的折射定律 折射zhen折射光线、入射光线和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：（1）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关， （2）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。 2.定义式: 三、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。 （3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。 几种介质的折射率： 介质 折射率 金刚石 2.42 二氧化碳 1.63 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 真空的折射率为 1，空气的折射率近似为 1 n c v = （3）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。 光在真空中的传播速度与光在介质中的传播速度之比 折射率 光的折射定律的说明： （1）折射现象中光路是可逆的； （2）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。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。 （3）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。 (4)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。 (5)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。 比实际物体位置偏上，看起来比实际深度浅。 想一想：水下的鱼看起来比实际的深度深还是浅？ 高 水 看到的气球在折射光线的反向延长线上. 空气 在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？ 例3.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图; 解析 (1)由题意知入射角θ1=60°,反射角θ'=60°,折射角 θ2=180°-60°-90°=30°,光路图如图所示。 (2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度大小; 例3.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108 m/s) (3)当入射角变为45°时,折射角的正弦值是多大? (4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化? 例3.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108 m/s) (4)折射率不会变化,折射率由介质和入射光线的频率决定,跟入射角的大小无关。 解决光的折射问题的思路 (1)根据题意正确画出光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，注意入射角、反射角、折射角的确定． (3)利用反射定律、折射定律求解． (4)注意光路的可逆性的利用． $$