4.1 光的折射定律 课件 -2025-2026学年高二上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，通过实验情境（光从空气斜射入介质的实验数据表格）和生活现象（渔民叉鱼、铅笔弯折）导入，以情境导学和问题探究为支架，引导学生从实验数据归纳规律，衔接折射定律内容、公式及折射率与光速的关系。 其亮点在于以科学探究为核心，通过实验数据表格分析（如不同入射角下sin i/sin γ的恒定比值）培养科学思维，结合渔民叉鱼等生活实例深化物理观念。采用例题分层（基础判断到实际应用）和正误辨析，帮助学生构建知识体系，教师可直接用于课堂教学，提升学生应用能力和科学素养。

第一节　 光的折射定律 第四章　光及其应用 1.理解光的折射定律,并能用来解释一些现象.2.理解折射率的物理意义,知道折射率与光速的关系,并能用来解释和计算有关问题.(重点) [学习目标]　 知识点一　光的折射定律 「情境导学」 如图所示为探究光从空气斜射入某种透明介质发生折射的实验装置,得到的实验数据如下表,请分析表格中的数据思考以下问题. 入射角正弦值与折射角正弦值之间的关系 (1)随着入射角的增大,折射角怎样变化?光线的偏折程度怎样变化? 提示:(1)折射角增大,光线的偏折程度变大. (2)当入射角与折射角发生变化时,有没有保持不变的量(误差允许范围内)? 提示:(2)入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变. 「知识整合」 1.折射现象:光从第一种介质射到第二种介质的分界面时,一部分光进入第二种介质后偏向另一个方向传播的现象. 2.折射定律 (1)内容:当光线从空气射入介质时,发生折射,折射光线、入射光线和法线在 内,折射光线和入射光线分别位于法线的 ;入射角i的正弦值与折射角γ的正弦值成 . 同一平面 两侧 正比 (3)入射角i与折射角γ的大小判断. ①当光从折射率较小的介质斜射入折射率较大的介质时,入射角i 折射角γ. ②当光从折射率较大的介质斜射入折射率较小的介质时,入射角i 折射角γ. 大于 小于 正误辨析 (1)光在两个介质的分界面上要么发生反射,要么发生折射,二者不能同时产 生.(　 　) (2)当光发生折射时,折射角总是小于入射角.(　 　) (3)光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生变化.(　 　) (4)只要光的传播方向发生改变,则一定是发生了光的折射.(　 　) × × × × [例1] (光在自然界中产生的几种现象的分析与判断)下列四种现象中属于光的折射现象的是(　　 ) C 屏幕上呈现 手的影子 [A] 山在水中形 成“倒影” [B] 水中弯折的 铅笔 [C] 太阳光在树阴下 形成圆形光斑 [D] 【解析】屏幕上呈现手的影子是由光沿直线传播形成的,A错误;山在水中形成“倒影”是由于光发生反射,B错误;光从水中射向空气时,在水面发生折射,使光的传播方向发生偏折,C正确;太阳光在树阴下形成的光斑是由太阳光透过缝隙而形成的太阳的像,是小孔成像现象,这是光沿直线传播形成的, D错误. [例2] (对折射定律的理解)在折射现象中,下列说法正确的是(　　) [A] 折射角一定小于入射角 [B] 折射率跟折射角的正弦值成反比 [C] 入射角增大为原来的2倍,折射角也增大为原来的2倍 [D] 折射光线与反射光线位于法线同侧 D 【解析】 折射角可能小于入射角,也可能大于入射角,例如光从水中射入空气时,折射角就大于入射角,A错误;某种介质对特定的光的折射率是一定 的,不随折射角正弦值的变化而变化,B错误;入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比,而不是入射角与折射角成正比,C错误;根据光的反射定律和折射定律可知,D正确. [例3] (折射定律在实际生活中的应用)(多选)(2025·广东深圳期末)如图所示,渔民在清澈的河水中用鱼叉叉鱼,可改用激光束捕鱼,关于两种捕鱼方法,下列说法正确的有(　　 ) [A] 用鱼叉叉鱼时,应该瞄准人所看到鱼的位置 [B] 用鱼叉叉鱼时,应该瞄准人所看到鱼的下方 [C] 用激光捕鱼时,应该瞄准人所看到鱼的位置 [D] 用激光捕鱼时,应该瞄准人所看到鱼的下方 BC 【解析】用鱼叉叉鱼时,从鱼身上发出的光,经水面出射到空气后会发生折 射,折射角大于入射角,人眼逆着折射光线看去,看到鱼的位置比实际位置 高,则应该瞄准人所看到鱼的下方,故A错误,B正确;用激光捕鱼时,因为光路是可逆的,将激光沿人看到鱼的光路射入水中,激光在水面同样会发生折射,从而正好射中鱼,则用激光捕鱼时,应该瞄准人所看到鱼的位置,故C正确, D错误. 知识点二　折射率 「情境导学」 白光通过棱镜,在后面光屏上形成彩色条纹,如图.著名物理学家牛顿早在17世纪就发现了这种光的色散现象,并意识到折射望远镜的透镜无法消除光的色散,进而设想和制造了第一架反射望远镜.关于光的色散现象,你知道这是什么因素导致的吗? 提示:不同颜色的光在棱镜中的折射程度不同. 「知识整合」 1.折射率:把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角i的 与折射角γ的 之比n,叫作这种介质的折射率.真空的折射率为 . 3.理解:由于真空中光速最大,故所有介质的折射率n都 1;且折射率越大,光在此介质中的传播速率越 .光在任何其他介质中的传播速度都小于c. 2.折射率与光速的关系: 正弦值 正弦值 1 传播速度 大于 小 「问题探究」 下表是“几种介质的折射率(λ=589.3 nm,t=20 ℃)” 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 氯化钠 1.54 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5～1.8 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.000 28 结合上表信息,请探究: (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? (2)是不是密度大的物质的折射率就大?举例说明. 提示:(1)介质的折射率大小与入射角、折射角的大小无关,由介质本身 决定. (2)不是,折射率n与介质的密度没有必然联系.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. [例4] (对折射率的理解)若某一介质的折射率较大,那么(　 　) [A] 光由空气射入该介质时折射角较大 [B] 光由空气射入该介质时折射角较小 [C] 光在该介质中的速度较大 [D] 光在该介质中的速度较小 D [例5] (关于折射率的计算)(2025·广东肇庆期末)光线以60°的入射角从空气射入某种透明介质中,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)画出光路图; 【答案】 (1)图见解析 【解析】 (1)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. [思路点拨] (1)根据折射光线与反射光线恰好垂直,求出折射角为30°,并根据折射定律求出折射率. (2)当入射角变为45°时,折射角的正弦值为多大? [思路点拨] (2)当入射角变为45°时,可求出折射角的正弦值. [训练] (多选)(2025·广东广州期末)如图所示,光在真空和某介质的分界面MN上发生偏折,下列说法正确的有(　 　) [A] 光是从真空射向介质 [B] 介质的折射率约为1.73 [C] 光在介质中的传播速度约为3.0×108 m/s [D] 反射光线与折射光线夹角为90° BD 感谢观看 入射角i 折射角γ sin i sin γ 30° 16.8° 0.5 0.289 1.730 45° 24.1° 0.707 0.408 1.733 60° 30° 0.866 0.5 1.732 (2)公式: =n. 不同介质的折射率不同,是由光在不同介质中的 不同引起的.折射率n与光在此介质中的传播速度v的关系为n= ,其中c为光在真空中的传播速度. 【解析】 由n=可知,光由空气射入介质时的折射角由折射率n和入射角i共同决定,故A、B错误;由n=可知,介质的折射率越大,光在该介质中的速度越小,故C错误,D正确. 【答案】 (2) 【解析】(2)由(1)可得 n=, 当入射角为45°时,n不变,由n=得, sin γ=. 【解析】 由题图可知γ=30°,i=60°,所以光线从介质进入真空,A错误;根据折射定律有n===≈1.73,B正确;光在介质中的传播速度v== m/s≈1.73×108 m/s,C错误;根据反射定律可知反射角等于入射角,根据几何关系得反射光线与折射光线的夹角为90°,D正确. $