4.1光的折射 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦光的反射、折射定律及折射率，课堂导入通过光学发展历程（从17世纪微粒说与波动说到波粒二象性）引入，以学习目标为指引，通过探究活动、定律讲解、公式理解、例题应用、实验操作到课时练习，构建连贯的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，实验设计多种数据处理方法（平均值法、图象法、画圆法）并分析误差，例题和练习结合生活实例（硬币观察、储油桶问题）及创新情境（负折射率材料），助力学生形成物理观念，提升探究能力，教师可直接用于课堂教学，提高效率。

在白纸上画上一条直线，放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线对齐，在另一条长边描两个点。先将玻璃砖打开，将两点连成一条线，再将玻璃砖放置在两线之间。在玻璃砖的一侧插上两根大头针A和B。眼睛在另一侧透过玻璃砖观察两个大头针，并调整视线方向是A的像被B的像挡住。然后在眼睛这一侧插上大头针C使C挡住AB的像。再插上D使D挡住ABC的项。一具玻璃砖，八具大头针。由大头针AB的针孔位置确定入射光线交直线于O点。由大头针CD的针孔位置确定出射光线过O点做法线MN。用量角器测量入射角西塔和折射角I并查出其正弦值sine西塔和sine I带入N等于sine theta比sine I求出折射率。 第四章 光 第一节 光的折射 高中物理 选必1 2026年5月20日7时37分 教师： 物理 新 课 标 五月 26 2026年5月 光的反射、折射现象 光的反射定律、折射定律 折射率n 2026年5月 光是什么？ 光学发展历程： 17世纪明确形成了两大对立学说，波动说、微粒说； 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风； 牛顿 微粒说 惠更斯波动说 19世纪初证明了波动说的正确性； 19世纪末发现光电效应，20世纪初爱因斯坦提出了光子说： 光具有波动性、同时具有粒子性，即光具有波粒二象性； 2026年5月 第一节 光的折射 光的反射定律和折射定律 2026年5月 探究1：光的反射规律 光从一种介质射向另一种介质表面时，一部 分光被反射回原介质的现象。光发生反射有 什么规律？ 光的反射定律： 反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角； 光路可逆性： 反射现象中光路可逆； 2026年5月 探究2：光的折射现象 光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向会发生偏折的现象。光的折射有什么规律？ ①当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角； ②当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角； ③当入射角增大时，折射角也随着增大； 2026年5月 光的折射定律（斯涅耳定律）： 折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射线和入射线分别在法线的两侧 ，入射角θ1的正弦和折射角θ2的正弦的比值是一个常数n； 光路可逆性： 折射现象中光路也是可逆的； 2026年5月 折射率n： 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n等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比； 物理意义： 反映介质的光学性质的物理量（n越大光线偏折越显著 ）； 不同介质折射率 介质 真空 水 玻璃 岩盐 二氧化碳 空气 酒精 水晶 金刚石 折射率n 1 1.33 1.5~1.8 1.55 1.63 1.00028 1.36 1.55 2.42 2026年5月 折射率公式的理解： ①光的折射中入射角、折射角正弦的比值是常数： 折射角随着入射角的变化而变化； ②不同的介质，常数n的数值大小不同： 介质种类决定n的大小，与θ1和θ2无关； ③介质的折射率n大小取决于光在介质中传播的速度： 任何介质的折射率都大于1； ④折射率n是没有单位的物理量： 2026年5月 例1：画光路图解释折射现象： 加水可观察到硬币、从岸上观察水深变浅、杯中筷子变弯折； O N N′ O′ A • A′• 2026年5月 例2：光在真空与某介质的界面发生折射时，下列说法正确的是（ ） A、折射角一定小于入射角 B、该介质的折射率跟折射角的正弦值成反比 C、折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍 D、该介质的折射率越大，光在其中传播的速度越小 D 2026年5月 例3：一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； 解： E • O N N´ ) ) θ1 θ2 2026年5月 第一节 光的折射 测定折射率n 2026年5月 实验： 测定玻璃折射率 实验设计： ①选择介质确定界面； ②确定描绘入射光线、折射光线； ③测定光折射对应的折射角和入射角； 2026年5月 实验数据处理： 平均值法： 先计算不同入射角时的比值n ，然后计算不同入射角时的n平均值，即为玻璃砖的折射率； 图象法： ①以横轴、为纵轴，建立直角坐标系； ②描点画图，连线得一条过原点的直线； ③求解图线斜率k，， 则玻璃砖折率； 2026年5月 实验数据处理： 画圆法： ①在确定入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆。分别与AO交于E点，与OO′交于E′点。过E、E′两点分别作法线NN′的垂线，交NN′于H、H′； ②用直尺量出HE和H′E′的长度； ③因为：= 所以： ④重复以上实验，求得各次折射率计算值，然后求其平均值； E H H´ E´ i( r( 2026年5月 实验误差： ①入射光线和出射光线确定不够精确； ②入射角和折射角的测量造成偶然误差； 注意事项： 插入大头针时，两大头针间距应适当大一些，以便准确确定光线； 入射角应适当大些，以减小测量角度产生的偶然误差； 探究4： 玻璃砖的形状对折射率 的测量结果有影响吗 ？ 2026年5月 实验指导： 4-1-0测玻璃砖折射率 2026年5月 第一节 光的折射 课时练习 2026年5月 练1：如图所示是一束光从空气射向某介质时在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断正确的是（ ） A、AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线 B、BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线 C、CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线 D、条件不足，无法确定 C 2026年5月 练2：如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（ ） A、a侧是红光，b侧是紫光 B、三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 C、在三棱镜和光屏之间两种色光的传播速度不同 D、在三棱镜中a侧光的速率比b侧光大 B 2026年5月 练3：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，叫作这种介质的折射率。过去已知材料的折射率都为正值（n>0），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率都为负值（n<0），称为负折射率材料，电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行、厚度为d=30cm、折射率为n=-1.732的负折射率材料，一束电磁波从其上表面以入射角α=60°射入，从下表面射出，请画出电磁波穿过该材料的示意图； 解： β ) 2 γ ) 3 ) O d 1 α 2026年5月 练4：用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1、P2的像，在纸上标出大头针位置，画出圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示(O为两圆弧圆心；图中已画出经过P1、P2点的入射光线)。 1）在图甲上补画出所需的光路图； 2）为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角 和折射角，请在图甲中的AB分界面上标出这 两个角； 3）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角， 根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出 了如图乙所示的图像，由图像知该玻璃砖的 折射率n= ； 3 N 2 解： i 1.5 2026年5月 练5：人的眼球可简化为如图所示的模型。折射率相同、半径不同的两个球体共轴。平行光束宽度为D，对称地沿轴线方向射入半径为的小球，会聚在轴线上的P点。取球体的折射率为，且。则光线的会聚角α为（ ） A、30° B、45° C、60° D、75° A O • i（ m ）r N 45°（ 2026年5月 光的折射定律(斯涅耳定律)： 折射光线与入射光线、法线处在同一平面 内，折射光线与入射光线分别位于法线两 侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比； 介质的折射率n： 大小取决于光在介质中传播的速度的大小； 任何介质的折射率都大于1； 测定玻璃砖折射率n： 2026年5月 2026年5月 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 $