4.1 光的折射定律 课件 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的折射定律及折射率，以“笔弯折、叉鱼、硬币消失”等生活现象导入，通过对比光的反射定律构建认知支架，经实验探究得出折射定律定量关系，最终回归生活现象解释与应用，形成“现象-探究-规律-应用”的完整知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，设计“猜想-实验验证（i/r、sini/sinr等定量分析）”探究活动，结合斯涅尔发现史渗透科学本质观，通过筷子变弯等实例强化运动和相互作用观念。实验表格、课堂训练题提升实操性，助力学生深化理解，教师可高效开展素养导向教学。

第一节 光的折射定律 一、光的折射定律 （一）观察与思考 加入水后硬币为什么会消失？ 笔为什么会弯折？ 为什么只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼？ 2 想一想：我们是怎么看到水中的物体的？ 我们之所以能看见水中物体是因为物体发出（或反射）光从水中传播到我们眼睛里， 是光从一种介质传播到了另一种介质。 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫作光的折射。 空气 水 光的折射是光在两种介质界面处 发生的传播现象！ （二）光的折射现象 一束光从空气斜射入水面时，光的 发生了改变，有一部分光被反射回空气，这种现象叫作光的 ；还有一部分光进入水中，光线发生 ，这种现象叫作光的 ，这两种现象是 发生的。 反射 偏折 传播方向 折射 同时 i r 空气 介质 入射角 折射角 折射光线 入射光线 光射到两种介质的分界面时，一部分光从一种介质进入另一种介质继续传播，传播方向通常会发生改变的现象。 （二）光的折射现象 空气 水 法线 入射光线 反射光线 折射光线 折射定律和反射定律在形式上相同吗？ 折射光线与入射光线和法线是否在同一平面上？ 折射光线与入射光线是否位于法线的两侧？ 折射角与入射角是否相同？ √ √ × （三）探究光的折射定律 i r 光的反射定律：光发生反射时，反射光线与入射光线和法线在同一平面上，反射光线与入射光线位居法线的两侧，且反射角等于入射角。 折射角和入射角存在什么关系呢？ 光由空气射入介质时： 入射角 折射角 > 光由介质射入空气时： 入射角 折射角 < （三）探究光的折射定律 折射角 不等于 入射角 （三）探究光的折射定律 1.猜想 当光发生折射时： （1）入射角增大，折射角是增大还减少？ （2）入射角和折射角成正比例增大吗？ （3）如果入射角和折射角不成正比，那么它们是什么关系？请提出您的猜想并进行验证。 2.实验器材 激光笔、白纸、厚毛玻璃砖、签字笔、量角器。 3.设计表格，验证猜想 组数 入射角i 折射角r i/r (i/r)2 tani/tanr sini/sinr 1 100 2 200 3 300 4 400 5 500 6 600 7 700 8 800 自主探究：折射角和入射角间的的定量关系。 （三）探究光的折射定律 4.实验结论 光的折射过程中，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数。 sini sinr O 光的折射过程中，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数。 1621年，荷兰物理学家斯涅尔，从积累的入射角i和折射角r的数据中得到了两者的定量关系，发现了光的折射定律。 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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。 2．定义式 3．物理意义：折射率n是一个与介质有关的常数，是反映介质光学性质的物理量。 4．用光速表示折射率 n＝c/v 某种介质的折射率，等于光在真空中传播的速度c与光在这种介质中的传播速度v之比. 5.特点：任何介质的折射率都大于1. 13 空气对光的传播影响很小，可以作为真空处理 几种介质的折射率： 空碗时 盛水时 用光的折射知识解释日常生活中的光现象 (1)筷子变弯 用光的折射知识解释日常生活中的光现象 (1)筷子变弯 . A 由于人眼的“视觉直进”的功能,觉得光线总是沿直线射入人眼的.实际进入眼睛的光线是A点的光线“拐弯”后进入人眼的,但眼睛觉得光线是从A1点射过来的.事实上并不存在发光的A1点,A1点是A点的虚像点. . A1 用光的折射知识解释日常生活中的光现象 （2）硬币消失的原因 这个实验运用的是光的折射。我们看到的物体是经过光线照射到物体上后，再反射进我们的眼睛里的。而光线穿过不同密度的透明物质时就会发生弯折。 实验里要看到硬币，硬币反射的光就必须穿过不同密度的空气、玻璃和水，然后到达我们的眼睛。在这个过程中，光线经过多次弯折，硬币反射的光线折射到水中，而不能反射到我们的眼睛，所以我们才会看不见硬币。 （1）思考水中看树，树为何变高？ A A1 【课堂训练】 【解析】设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x2，激光束在水中与竖直方向的夹角为α，由几何关系有 解得 由折射定律有 得 【课堂训练】 （2）如图所示，在深 的湖底O处有一激光光源。一桅杆顶部高出湖面 的帆船静止在湖面上，从O点发出一束激光从水面出射后恰好照射到桅杆顶端。该出射光束与竖直向的夹角为 ，已知桅杆顶点A到O点的水平距离为 。则该湖水的折射率是多少？ 三、课堂总结 光的折射 折射率 1.物理意义：折射率n是一个与介质有关的常数，是反映介质光学性质的物理量. 2.定义式: 3.决定式:n=c/v (n>1) 光的折射 光的折射定律 三线共面 ＝常数 光的折射定律： 光的折射过程中，入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数。 20 光由空气射入玻璃时入射角i和出射角r的数值表 入射角 折射角 i/r Sini/sinr 100 6.70 1.49 1.49 200 13.30 1.50 1.49 300 19.60 1.53 1.49 400 25.20 1.59 1.51 500 30.70 1.63 1.50 600 35.10 1.71 1.51 700 38.60 1.81 1.50 800 40.60 1.97 1.51 $