光的折射定律.ppt

4.1 光的折射定律,铅笔怎么“折断”了?,一、光的反射和折射现象,A,O,B,C,实验观察1：折射光线与入射光线的定性关系如何？, 折射光线、入射光线、法线在同一平面内；,折射光线和入射光线分居法线两侧；,当入射角变化时，折射角也随着变化。,二、光的折射定律,实验观察2：折射角与入射角有何定量关系？,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数。,光的折射定律的是几何光学的重要基础，它的发现过程历经1000多年，是托勒密、开普勒、斯涅耳、笛卡尔、费马等科学家不懈努力的成果。,二、光的折射定律,1、折射定律： （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线、入射光线分居法线两侧 （3） 2、折射光路是可逆的。,入射角的正弦跟折射角的 正弦成正比，如果用n来表 示这个比例常数，就有：,讨论交流,从空气射入同种介质时，入射角i改变，折射角r也改变，但是sini与sinr的比值不变。,从空气射入不同种介质时，sini与sinr的比值不同。光线的偏折程度不同。,sini与sinr的比值n反映了介质对光的折射性质。,三、介质的折射率,1、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n，叫这种介质的折射率 2、理解注意 1）折射率反映介质对光线的偏折能力大小； 2）折射率由介质本身的物质结构及光的颜色决定，光的颜色与光的频率有关，f 越大则n 越大； 3）不同的介质折射率一般不同，真空中介质的折射率为n=1； 4）折射原因：不同介质中光的传播速度不同,光从真空射入任何介质时，都有入射角大于折射角,光从任何介质射入真空时，都有入射角小于折射角,v空气c，光从空气射入介质时，sini/ sinr n,P64 图4-1-2 几种介质的折射率,观察思考,图4-1-2 观察折射现象,如何从原本不能观察到硬币的位置A处观察到硬币？,请画出光路图分析其原因。,水中的鱼看起来比实际的浅还是深？ 水中的鱼看树上的鸟呢？,典型问题2：视深与视高,例2：垂直看杯子，为什么在有水的情况下会变浅？此时视深是多少？,s,H,分析：,设一入射光的入射角i很小,在OAS/中,O,A,在OAS中,因为i、很小，,所以tani = sini tan=sin,所以由折射定律,所以 h=H/n,练习2：在平静的水面上方3米处有一只鸟，鸟的正下方有一条鱼，鱼在水面下4米深处，若水的折射率为4/3，则它们看到对方的距离分别是多大？,s,H,分析：,设一入射光的入射角i很小,在OAS中,在OAS/中,因为i、a很小，,所以tani = sini tan=sin,由折射定律,所以 h=nH,小结:,(1).在物体的正上方，从空气向介质(折射率为n)中观察,视深度为实深度的1/ n.,(2).在物体的正下方，从介质(折射率为n)向空气中观察,视高度为实高度的n倍,典型问题3：光的色散现象P69,白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（光谱）,红光在上端,2、不同色光通过棱镜的后的偏折角度不同，说明棱镜对不同色光的折射率不同，进一步表明不同色光在同一介质中的传播速度不同。,紫光在最下端,实验说明：1、白光是复色光；,棱镜,常用的棱镜是横截面为三角形或者梯形的三棱镜，通常简称为棱镜另外还有五