4.1 光的折射 课件-2026-2027学年高二上学期物理沪科版选择性必修第一册

光的折射（第一课时） 1 一个有趣的小实验 一个空碗？ 2 一个有趣的小实验 3 突然“出现”的硬币 光的折射导致能看到本来看不到的硬币出现 4 复习与回顾 介质1 介质2 入射光线 反射光线 N N' 折射光线 入射角 反射角 折射角 光的折射基本规律 1.入射光线、法线、折射光线位于同一平面内 2.入射光线和折射光线位于法线两侧 3.当光线从空气斜射入水中时，折射角小于入射角 空气 水 5 复习与回顾 折射光线 折射角 空气 水 N N' 光的折射基本规律 1.入射光线、法线、折射光线位于同一平面内 2.入射光线和折射光线位于法线两侧 3.当光线从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角 入射光线 4. 折射现象满足光路可逆原理 入射角 6 探究光的折射规律实验 玻璃砖圆心为O，入射与折射光线分别与圆盘交于A和B ，则AO、BO与竖直方向的夹角为入射角θ1和折射角θ2 O A θ1 θ2 B 7 探究光的折射规律（定性） 光线从空气到玻璃 折射角和入射角位于法线两侧 折射角<入射角 折射角随入射角增大而增大 8 探究光的折射规律（定性） 光线从玻璃到空气 折射角和入射角位于法线两侧 折射角>入射角 折射角随入射角增大而增大 9 探究光的折射规律（收集数据） 组别 θ1 θ2 1 2 3 4 5 6 7 8 10° 6° 20° 14° 30° 20° 40° 26° 50° 32° 60° 37° 70° 40° 80° 43° 10 探究光的折射规律（提出猜想） 组别 θ1 θ2 1 10° 6° 2 20° 14° 3 30° 20° 4 40° 26° 5 50° 32° 6 60° 37° 7 70° 40° 8 80° 43° θ1和θ2之差为定值 θ1和θ2之比为定值 sinθ1和sinθ2之比为定值 11 探究光的折射规律（验证猜想） 组别 θ1 θ2 1 10° 6° 2 20° 14° 3 30° 20° 4 40° 26° 5 50° 32° 6 60° 37° 7 70° 40° 8 80° 43° θ1-θ2 4° 6° 10° 14° 18° 23° 30° 37° θ1-θ2 = 常数 θ1-θ2 组别 12 θ1和θ2之差图像 4 6 10 14 18 23 30 37 探究光的折射规律（验证猜想） 组别 θ1 θ2 1 10° 6° 2 20° 14° 3 30° 20° 4 40° 26° 5 50° 32° 6 60° 37° 7 70° 40° 8 80° 43° = 常数 (尤其当入射角较大时偏离严重） θ1 θ2 13 θ1-θ2图像 10 20 30 40 50 60 70 80 6.2 13.7 19.8 26.2 32 36.7 40 43.1 探究光的折射规律（验证猜想） 组别 θ1 θ2 1 10° 6° 2 20° 14° 3 30° 20° 4 40° 26° 5 50° 32° 6 60° 37° 7 70° 40° 8 80° 43° = 常数（1.61） sinθ1 sinθ2 0.174 0.108 0.342 0.237 0.5 0.339 0.643 0.442 0.766 0.53 0.866 0.598 0.94 0.643 0.985 0.683 sinθ1 sinθ2 14 sinθ1-sinθ2图像 0.174 0.342 0.5 0.643 0.766 0.866 0.94 0.985 0.108 0.237 0.339 0.442 0.53 0.598 0.643 0.683 物理学史小贴士 公元140年，托勒密做实验，得出结论：折射角和入射角成正比 1611年，开普勒做实验断定托勒密关于折射结论不正确，但也没有找到正确规律 1621年，荷兰数学家斯涅耳总结大量实验数据后得出折射定律 = 常数 （θ1入射角 θ2折射角） 15 结论 当光从介质1射入介质2时，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数，即： 当光入某种介质时，把常数C称为这种介质的折射率n： 1 折射定律 2 折射率 16 学生实验 实验目的 测量玻璃的折射率 实验原理 折射定律 a a' b b' 玻璃 a' b' N1 N1' N2 N2' a b 玻璃 a' b' N1 N1' N2 N2' a b 玻璃 在玻璃砖一侧插一枚钉子 同侧再插一枚钉子，在另一侧观察使其遮挡第一枚 另一侧插两枚钉子，并使其依次遮挡最开始两枚的像 17 a' b' N1 N1' N2 N2' a b 玻璃 学生实验 实验目的 测量玻璃的折射率 实验原理 折射定律 θ1 θ2 18 课后练习 1.复习课本，总结折射定律相关内容 2.完成课后练习 19 光的折射（第二课时） 20 折射率 当光从介质1射入介质2时，入射角 的正弦与折射角的正弦之比为一常数，且该常数只与光在介质中的速度有关 1 折射定律深层解释 2 折射率 真空中的光速为c，光在某介质中的速度v可以用光在该介质中折射率n来表达 （特别的，认为光在真空中折射率为1） 21 折射率 空气 折射率n的计算 1.当光线从空气斜射入介质中时 2.入射角为折射角为 3.该介质折射率定义为 介质 空气斜射入介质 22 折射率 介质斜射入空气 1.当光线从介质斜射入空气中时 空气 介质 介质斜射入空气 2.根据光路可逆原理, 和大小不变,但是为折射角， 为入射角 3. 写成折射定律为 23 折射率 介质 光在其中的速度 真空 c 空气 稍小于真空中的速度 水 约为真空中的3/4 玻璃 约为真空中的5/9~5/6 油 约为真空中的5/7 真空折射率为1 空气折射率约为1 水折射率约为1.33 玻璃折射率约为1.2~1.8 油折射率约为1.4 24 介质的分类 介质 折射率 介质 折射率 合成碳硅石 2.65 水晶 1.54 金刚石 2.42 酒精 1.36 二硫化碳 1.63 水 1.33 玻璃 1.2~1.8 空气 1.00028 两种介质折射率相互比较，其中折射率较大的叫做光密介质； 折射率较小的叫做光疏介质 水晶相对合成碳硅石是光疏介质 25 介质的分类 介质 折射率 介质 折射率 合成碳硅石 2.65 水晶 1.54 金刚石 2.42 酒精 1.36 二硫化碳 1.63 水 1.33 玻璃 1.2~1.8 空气 1.00028 水晶相对酒精是光密介质 因此，光密介质和光疏介质都是相对而言 26 光斑移动现象 27 一束光线斜射入玻璃杯中，并在玻璃杯底部中央形成一个光斑。往容器中逐渐注水的过程中，光斑的位置如何变化？ 光斑的位置向左移动 光斑移动现象 28 一束光线斜射入容器中，并在容器底部形成一个光斑。往容器中逐渐注水的过程中，光斑的位置如何变化？ α β 假设水加入高度为容器的一半，由折射定律，折射角β满足： 现在光斑离左侧器壁距离 ，即向左移动 解：假设初始时容器高度为h，光线与容器夹角为α，则初始光斑离左侧器壁距离htan α。 光斑移动现象 29 如果将移动的光斑换成不动的青蛙，容器替换为井，不断向井中加水，会发生什么 青蛙在有水 的井中视野 更大！ 青蛙与井 30 青蛙看到井 变高变窄了！ 青蛙眼中的井是什么情况呢？ 青蛙与井 31 太阳被“抬高” 日出时，我们好像看到太阳从地平线升起，但太阳实际在地平线之下，出现这个现象的原因是什么？ 32 小结 光 光的直线传播 光的折射 全反射 折射率n 临界角C 折射定律 下个课时 33 课后练习 1.复习课本，总结光的折射的特点 2.完成课后练习 34 瞬间的永恒 (钢琴曲) 赵海洋 夜色钢琴曲, track 27 女学生1 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) 1 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) 女学生2 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) 2 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) 女学生3 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) 3 com.apple.VoiceMemos (iPhone Version 17.6.1 (Build 21G93)) $