4.1 光的折射 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第1节 光的折射 第四章 光 反射定律 （1）反射光线、入射光线和法线同平面 （2）反射光线和入射光线分居法线两侧 （3）反射角和入射角相等 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象． 1.光的折射 N N′ 空气 玻璃 i r O A B 界面 法线 入射光线 折射光线 入射角 折射角 ( ( 反射光线 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 入射角与折射角有什么定量关系呢？ 4.折射现象中光路是可逆的 5.当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角 6.当入射角增大时，折射角也随着增大 入射角i 10 30 40 50 60 70 80 折射角r 6.6 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1 i / r 1.51 1.54 1.57 1.63 1.70 1.80 1.95 sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 入射角与折射角有什么定量关系呢？ 以光从空气射入玻璃为例 入射角与折射角两角的 正弦值之比是定值！ 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 实验结论： （思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？） sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 入射角i 10 20 30 40 50 60 70 80 折射角r 6.6 13.2 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1 玻璃 水 折射角r 7.5 14.9 22.1 28.9 35.2 40.6 45 47.8 sini/sinr 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 金刚石 折射角r 4.1 8.1 11.9 15.4 18.5 21 22.9 24 sini/sinr 2.42 2.43 2.42 2.42 2.41 2.42 2.41 2.42 斯涅耳 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）： 入射光线、折射光线、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: 2.折射定律 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)画出此时的光路图，求解此时的折射角为多大？ 光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射 光线，OC为反射光线。 由光路图及几何知识可知折射角为30° 例1 (2)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？ 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。 定义式: 真空 介质 3.折射率 光在不同介质中的传播速度不同；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度 c 与光在这种介质中的传播速度 v 之比，即 折射率与光速的关系 问题探究　下表是教材P87中“几种介质的折射率(λ＝589.3 nm　t＝20 ℃)” 结合上表信息请思考下列问题： (1)介质的折射率大小与入射角、折射角的大小有关吗？若无关，那与什么有关？ 提示：介质的折射率大小与入射角、折射角的大小无关，与介质本身有关。 (2)是不是密度大的物质的折射率就大？举例说明。 提示：不是。例如：水的密度比酒精的密度大，但水的折射率却比酒精的折射率小。 n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关 折射率无单位，任何介质的折射率皆大于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 空气对光的传播影响很小，可作为真空处理 真空的折射率为1，空气的折射率近似为1 说明 如图所示，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，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距 。求油的折射率和光在油中传播的速度大小。 例2 因为底面直径与桶高相等，所以 ∠AON＝∠BON′＝45° 由ON′＝2CN′可知 sin∠CON′＝ 因此，油的折射率 n＝ 由n＝c/v，可知光在油中的传播速度 小结 光的折射 折射定律 折射率 应用 共面 两侧 光线由真空射入介质 >1，无单位 由介质本身决定，与光的波长有关 Lavf57.62.100 Lavf58.29.100 由折射定律得n＝＝，又n＝，故当入射角 θ1＝45°时，解得sin θ2＝＝。 ＝ ＝＝ v＝＝ m/s＝×108 m/s。 $$