4.1 第1课时 折射现象与折射定律(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

第四章　光 1　光的折射 第1课时　折射现象与折射定律 学习任务一　折射定律 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)光的反射和折射:光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时,一部分光会　　　　　第1种介质,这个现象叫作光的反射;另一部分光会　　　　第2种介质,这个现象叫作光的折射.  (2)入射角和折射角:　　　　光线与法线的夹角称为入射角,　　　　光线与法线的夹角称为折射角.  (3)折射定律:折射光线与入射光线、法线处在　　　　　　内,折射光线与入射光线分别位于法线的　　　　;入射角θ1的正弦与折射角 θ2的正弦成正比,即　　　　=n12,式中n12是比例常数.它与入射角、折射角的大小无关,只与两种介质的性质有关.  【辨别明理】 (1)当光发生折射时,折射角总是小于入射角. (　) (2)折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍. (　) 例1 [2025·重庆渝中区高二期末] 一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a、b两束单色光,光路图如图所示,下列说法正确的是 (　) A.a光和b光的入射角都是40° B.a光在玻璃中的折射率较大 C.a光在玻璃中的传播速度较大 D.a光和b光从空气进入玻璃后频率都会增大 [反思感悟] 　   例2 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)画出光路图; (2)当入射角变为45°时,折射角的正弦值为多大? 【要点总结】 1.在反射、折射现象中,光路都是可逆的. 2.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生变化,但并非一定要变化;当光垂直于分界面入射时,光的传播方向就不会变化. 学习任务二　折射率 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦　　　　,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号n表示.  (2)表达式:n=　　　　.  (3)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　　　　　,即n=　　　　.由于c>v,故任何介质的折射率n都　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)1.  例3 [2026·湖北天门外国语学校高二月考] 关于折射率,下列说法正确的是 (　) A.根据n=可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比 B.根据n=可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比 C.根据n=可知,介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比 D.同一频率的光由真空进入不同介质时,折射率与光在介质中的波长成正比 [反思感悟] 　     例4 如图所示,△ABC为一玻璃三棱镜的横截面,∠A=30°.一束红光垂直于AB边射入,从AC边上的D点射出,其折射角为60°,则玻璃对红光的折射率为 (　) A.1.5 B.2 C. D.2.0 [反思感悟] 　   变式 [2025·河南郑州外国语学校高二月考] 某透明材料制成的管道的横截面如图所示,a、b为同心圆.用一束单色光P沿与直径AB平行的方向射向管道,光束P进入材料的折射光线恰好与圆a相切,并与直径AB交于A点.已知b的半径是a的两倍,则该材料对单色光P的折射率为 (　) A.1.25 B.1.5 C. D. 【要点总结】 对折射率的理解: 折射率n是反映介质光学性质的物理量,它的大小由介质本身和光的频率共同决定,与入射角、折射角的大小无关,与介质的密度没有必然联系. 学习任务三　利用光路图解决折射问题 [科学思维] (1)根据题意准确、规范地画出光路图,确定好界面和法线. (2)在光路图中找出入射角、反射角和折射角,利用几何关系确定光路图中的边、角关系,与折射定律n12=中的各量准确对应.结合数学的三角函数的知识进行运算,必要时可利用光路可逆原理辅助解题. 例5 [2026·浙江宁波中学高二期中] 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R的小球,会聚在轴线上的P点.取球体的折射率为,且D=R.则光线的会聚角α为 (　) A.30° B.45° C.60° D.75° [反思感悟] 　   例6 [2025·江苏南京高二期末] 如图所示,一棱镜的横截面ABC为等边三角形,一束单色光从AB的中点射向棱镜,经AB面折射进入棱镜的光线与BC平行,该棱镜对该单色光的折射率n=.已知三角形的边长为L,光在真空中的传播速度为c,求: (1)入射角i; (2)光在棱镜中传播的时间. 1.(折射定律)光从空气斜射入介质中,比值为常数,这个常数 (　) A.与介质无关 B.与入射角和折射角的大小有关 C.与入射角的大小无关 D.与入射角的正弦值成正比,与折射角的正弦值成反比 2.(折射率)[2026·河北定州中学高二月考] 一束红光由空气进入某种介质,界面两侧的光线与界面的夹角分别为45°和60°,如图所示.则介质对该红光的折射率为 (　) A. B. C. D. 3.(利用光路图解决折射问题)[2026·广东深圳高二期中] 如图所示,半径为R的半球形玻璃砖的折射率为,底面镀银(光线发生反射),球心为O,与底面垂直的一束光线从圆弧面射入,已知该光线与O点之间的距离为R,光在真空中传播速度为c,此光线在玻璃砖内传播的时间为 (　) A. B. C. D. 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章　光 1　光的折射 第1课时　折射现象与折射定律 [教材链接] (1)返回到　进入　(2)入射　折射　(3)同一平面　两侧　 【辨别明理】 (1)×　(2)×　 例1　B　[解析] 由入射角定义,入射角应该为50°,故A错误;由光路图和折射定律可知n=,因a光折射角较小,则na>nb,故B正确;根据n=,可知b光在玻璃中的传播速度更大,故C错误;a、b光进入玻璃后频率不会发生改变,故D错误. 例2　(1)如图所示　(2) [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 (2)n12==,当入射角为45°时,n12不变 由n12= 得sin θ2=== [教材链接] (1)之比　(2)　(3)之比　　大于 例3　C　[解析] 介质的折射率是反映介质光学性质的物理量,由介质本身和光的频率共同决定,与入射角、折射角无关,选项A、B错误;由于真空中的光速c是个定值,故介质的折射率n与光在该介质中的传播速度v成反比,选项C正确;由于v=λf,当频率f一定时,光在介质中的速度v与波长λ成正比,又折射率n与速度v成反比,故折射率n与光在介质中的波长λ也成反比,选项D错误. 例4　C　[解析] 由题图根据几何知识可知光线在AC边的入射角为α=30°,此时折射角为β=60°,则玻璃对红光的折射率为n==,故选C. 变式　D　[解析] 连线如图所示,已知b的半径是a的两倍,且根据几何关系可知,光线入射点与O点、B点组成正三角形,所以P光线入射角为60°,折射角为30°,折射率为n==,故选D. 例5　A　[解析] 如图所示,设入射角为i,折射角为r,由几何关系得sin i==,由折射定律有n==,由几何关系有i=r+,联立解得α=30°,故A正确. 例6　(1)60°　(2) [解析] (1)根据题意作出光路图如图所示 由题意可知r=30° 根据n= 可得sin i= 即i=60° (2)光在棱镜中传播的速度为v== 光在棱镜中传播的距离为s= 则光在棱镜中传播的时间为t== 随堂巩固 1.C　[解析] 在折射定律中,比值=n(常数),这个常数是相对折射率,是由两种介质的性质决定的,故A错误;n反映介质的性质,由介质决定,与入射角和折射角均无关,所以不能说n与入射角的正弦值成正比,与折射角的正弦值成反比,故C正确,B、D错误. 2.D　[解析] 根据题意,入射角与折射角分别为θ=90°-45°=45°,α=90°-60°=30°,则折射率为n==,故选D. 3.B　[解析] 折射率n=,由几何关系可知θ入=60°,解得θ折=30°,由光路图可知,光线传播路程为s=+R=R,光线在玻璃砖内传播的速度v==c,时间t==,故B正确. 学科网（北京）股份有限公司 $