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

第四章　光 第1节　光的折射 1 　　看到的物体位置比物体的实际位置偏高还是偏低？ 导入新课 　　水中的鱼看到小昆虫在什么位置? ♚ 光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质,这个现象叫作光的反射;另一部分光会进入第2种介质,这个现象叫作光的折射。 环节一:折射定律 ♚ 回忆反射定律和折射规律： 光发生反射时,反射光线与入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线位于分界面的同侧并分居法线两侧,反射角等于入射角。 光发生折射时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内,折射光线与入射光线位于分界面的两侧并分居法线两侧,折射角与入射角不相等,而且随着入射角的增大,折射角也会增大。 环节一:折射定律 ♚ 折射角与入射角之间到底有什么定量关系呢? 环节一:折射定律 演示实验: ♚ 斯涅耳对折射规律的研究历史: 环节一:折射定律 ♚ 折射定律：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的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即 环节一:折射定律 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。 ♚ 当光发生折射时,入射角一定大于折射角吗? 根据光路可逆,当光从水中斜射入空气,这时θ2是入射角,而θ1是折射角,这种情况下入射角是小于折射角的。 环节一:折射定律 ♚ 对于光从空气射入其他介质的情况,正弦值之比也会保持不变吗? 不同介质的这一比值相同吗? 这个比值反映了什么呢? 环节二:折射率 水 玻璃砖 演示实验： ♚ 实验结论: (1)光由空气射入玻璃时,入射角和折射角的正弦值的比值仍然是一个定值。 (2)相同的介质,比值相同;不同的介质,比值不同。 (3)这个比值反映了介质的光学特性。 环节二:折射率 ♚ 既然比值n与入射角和折射角无关,而只与介质的光学性质有关,而且我们发现n的大小能反映出光线通过分界面后的偏折程度,于是,我们就把比值n称为介质的折射率。 环节二:折射率 ♚ 总结: (1)折射率的定义: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,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号n表示。真空的折射率为1,空气的折射率近似为1。 环节二:折射率 ♚ 总结: 环节二:折射率 (2)对于折射率n的理解: ♚ 总结: (3)关于折射率的计算,需要说明一种特殊情况:若光垂直于界面入射,则折射角为0,即光线并不发生偏折,但光速仍然发生变化,故折射率并不为0。 环节二:折射率 ♚ (1)若一束光从介质射向真空,入射角为i,折射角为r,如何计算介质的折射率? (2)任何介质的折射率都比1大吗? 为什么光从真空射入介质时,折射角一定小于入射角呢? (3)是不是密度越大的物质折射率就越大? 环节二:折射率 ♚ 回答问题: 环节二:折射率 ♚ 平行玻璃砖将会对光路有什么影响? 出射光线与入射光线有什么关系? 出射光线与入射光线平行,但发生了一定的侧移。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 入射光线AO可以用两枚大头针A、B来确定,而玻璃砖另一侧的出射光线O'D,是通过再插两枚大头针C、D,使C能挡住A、B的像,使D能同时挡住C和A、B的像,那么,C、D就确定了出射光线O'D。最后连接OO',就能确定玻璃砖里的折射光线了。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 注意事项: (1)不能用手触摸玻璃砖的光学面,画玻璃砖的边界时严禁用玻璃砖替代直尺画线,避免划伤和污染玻璃砖的光学面,可以用铅笔先在白纸上描出玻璃砖界面的两个点,然后取下玻璃砖,再用直尺画出连线。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 注意事项: (2)实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大一些。要透过玻璃砖观察大头针的像,而不是看玻璃砖上面的大头针的顶部。 (3)入射角θ1应适当大一些,以减小测量角度的误差,但也不宜太大。 (4)在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 关于实验数据的测量及计算,大家都有什么巧妙的办法? 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 关于实验数据的测量及计算,大家都有什么巧妙的办法? 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 关于实验数据的测量及计算,大家都有什么巧妙的办法? 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 本实验的误差来源有哪些? 采取哪些措施可以减小误差? (1)入射角的大小对实验误差有影响。若入射角太小,受测量仪器精度的限制,会使测量的偶然误差偏大。若入射角太大,则反射光的强度会增大,而折射光的强度会减弱,会造成看不清折射光线。因此,入射角的大小应适当。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 本实验的误差来源有哪些? 采取哪些措施可以减小误差? (2)玻璃砖的宽度对实验误差有影响。在入射角一定的情况下,玻璃砖越宽,则出射光线相对入射光线的侧移量越大,测量误差越小,因此,实验中应选用宽度较大的玻璃砖。 环节三:测量玻璃的折射率 ♚ 如图所示,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,恰能看到桶底上的某点C,C、B两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。 环节四:光的折射现象的应用 ♚ 完善光路图,并进行计算: 环节四:光的折射现象的应用 ♚ 利用本节课所学的知识来解答一下导入环节中提出的问题。 人从空气中看水中的鱼,根据折射定律作出光路图可知,鱼的像比实际位置偏上,看起来比实际深度浅。同理,射水鱼在水中看到空气中的小昆虫的像,会比实际位置偏高。 环节四:光的折射现象的应用 ♚ 通过本节课的学习,同学们学习了折射率及折射定律的相关知识。请谈谈你在这节课中有什么收获。 环节五:课堂小结 ♚ 课堂练习 ♚ 课堂练习 ♚ 课堂练习 1.50(±0.03) A ♚ 课堂练习 ♚ 谢谢观看 Thank you UTC 2024-11-15 05:38:16 Lavf58.76.100 JianYing App $