4.1光的折射 课件-2026-2027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折射现象，系统讲解折射定律、折射率概念及公式，通过筷子“弯曲”、油膜显色等生活实例导入，衔接光的反射旧知，搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过光路图分析、实验问题（如确定入射反射折射光线）培养科学思维，结合折射率与光速关系深化物理观念，实例（青蛙看井口、日出时刻分析）助学生理解应用，教师可高效开展概念教学与能力培养。

第四章 光 第1节 光的折射 课时1 作者编号：43002 作者编号：43002 光现象与我们的生活密不可分,如图所示,插入水杯中的筷子“弯曲”了,雨后马路上积水表面的油膜呈现出五颜六色,家用宽带用光纤送入……这一章我们将从光的反射、折射开始,学习光的干涉、衍射、激光的特性及应用等知识。 新知导入 新知导入 作者编号：43002 作者编号：43002 1. 认识光的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。 2. 通过实验探究，理解折射率的概念和光的折射定律。 3. 能够应用所学的光线模型解释生活中的物理现象 学习目标 学习目标 作者编号：43002 作者编号：43002 一、 光的反射与折射 1.光的反射和折射 光的反射：光照射到两种介质的界面上,一部分返回原来介质的现象。 光的折射：光照射到两种介质的界面上,除了一部分光返回原介质,还有一部分光会进入另一种介质的现象。 2.入射角与反射角: 入射光线与法线的夹角叫入射角 反射光线与法线的夹角叫反射角。 3.折射角: 折射光线与法线的夹角。 新知导入 新知导入 作者编号：43002 作者编号：43002 思考1.反射现象和折射现象中,光分别是在几种介质中传播? 解答:反射现象中,光在一种介质中传播;折射现象中,光在两种介质中传播。 思考2.反射是不是只发生在透明介质的表面? 解答:不是,不透明介质的表面也能发生反射。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 思考3：一束光从空气射向某介质,在界面上同时发生了反射和折射现象,某同学画出的光路如图所示。由于该同学没有标注光线的传播方向,只是知道两根相互垂直的虚线,一个表示界面、一个表示法线,请你帮他确定入射光线、反射光线和折射光线。 解答:在光的反射与折射中,法线与介质的界面垂直,而且反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧。从这个意义上讲,两条虚线都可能是介质的界面或法线。而根据反射定律中反射角等于入射角这个条件,以及相关的几何知识可知,入射光线只能是CO,竖直的虚线为介质的界面,水平的虚线为法线。所以CO是入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 (1)当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角 (2)当光从水斜射入空气时，折射角大于入射角 空气 水 思考4：入射角、折射角大小关系及与介质的关系 ？ 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 二、折射率 1.折射率的定义 光由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这种介质的绝对折射率,简称折射率。 定义式：n＝ 2.折射率与光速的关系 光在不同介质中的速度不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空中的速度c与光在这种介质中的速度v之比， 即 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 思考2.如果我们把真空当作一种介质来看待,真空的折射率是多大? 解答:比例常数n12的1是空气，2是水。 思考1.若光从空气进入水中，折射定律中的比例常数n12的1和2分别代表什么介质？ 解答:真空的折射率是1。 思考3：如图所示是光从一种介质进入另一种介质时出现的现象。 请问:光从一种介质进入另一种介质时入射角一定大于折射角吗? 提示:不一定。要看两种介质中哪一种介质的折射率大。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 【点睛】 1.在光的折射中，注意光线偏折的方向： （1）如果光线从折射率小的介质射向折射率大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)； （2）如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)． 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 2.折射率的意义 介质 折射率 金刚石 2.42 二氧化碳 1.63 真空折射率=1 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 （1）反映介质对光的偏折能力的大小 （2）折射原因：光在不同介质中的速度不同 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 空气 玻璃 空气 水 折射率---反映介质对光的折射作用 i i r′ r 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 例：如图所示的装置可以测量棱镜的折射率。ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的顶角为α,紧贴直角边AC放置一块平面镜。一光线SO射到棱镜的AB面上,适当调整SO的方向,当SO与AB成β角时,从AB面射出的光线与SO重合。 (1)画出光线SO进入棱镜的折射光线; (2)求出棱镜的折射率n。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 解析：(1)根据反射定律知，反射角θ′1＝θ1　① 由折射定律得n＝　② 解得sin θ2＝，θ2＝30° 根据几何关系得θ′1＋θ＋θ2＝180°　③ 解得θ＝105°. (2)当θ＝90°时，有θ′1＋θ2＝90°④ 联立①②④可得tan θ1＝. 答案：(1)105°　(2)tan θ1＝ 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 解决光的折射问题的常规思路 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线的夹角． (3)利用折射定律、折射率公式列式求解． 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 三、光线模型解释生活中的物理现象 人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 思考：假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比看到的日出时刻会有怎样的变化？ 没有大气 有大气 将延后 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 1. 井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则(　　) A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星 D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C 当堂检测 当堂检测 作者编号：43002 作者编号：43002 2．一束光由空气射入某介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是(　　) D 当堂检测 当堂检测 作者编号：43002 作者编号：43002 一、折射定律 二、折射率 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的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 研究表明，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 课堂小结 课堂小结 作者编号：43002 作者编号：43002 $