高中物理 光的折射定律课件 鲁科版选修34.ppt

高中物理 选修3 4 鲁科版 第4章光的折射与全反射第1讲光的折射定律 目标定位 1 理解光的折射定律 并能用来解释和计算有关问题 2 理解折射率的物理意义 知道折射率与光速的关系 3 会依据光的折射定律作出光路图 4 会用插针法测定玻璃的折射率 改变 正弦 正弦 3 光路可逆性 在光的反射现象和折射现象中 光路都是的 4 折射率 光从真空射入某种介质发生折射时 入射角i的跟折射角r的的比值n 叫做这种介质的折射率 可逆 正弦 正弦 偏折 大 真空 这种介质 三 测量介质的折射率原理 用插针法确定光路 根据光的计算出折射率 四 对折射现象的解释1 现象 水中的物体看起来比实际要浅 2 色散现象红光的传播速度最 折射率最 紫光的传播速度最 折射率最 折射定律 大 小 小 大 一 对折射率的理解1 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量 其大小由介质本身及入射光的频率决定 与入射角 折射角的大小无关 解析介质的折射率是一个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 故选项a b均错 由于真空中的光速是个定值 故n与v成反比是正确的 这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的 选项c正确 由于v f 当f一定时 v与 成正比 又n与v成反比 故n与 也成反比 选项d正确 答案cd 借题发挥折射率n反映了介质的光学性质 它的大小只由介质本身和入射光的频率决定 与入射角和折射角的大小无关 切不可认为n与入射角的正弦成正比 与折射角的正弦成反比 3 实验步骤 1 如图4 1 1所示 将白纸用图钉钉在平木板上 图4 1 1 2 在白纸上画出一条直线aa 作为界面 线 过aa 上的一点o画出界面的法线nn 并画一条线段ao作为入射光线 3 把长方形玻璃砖放在白纸上 使它的长边跟aa 对齐 画出玻璃砖的另一边bb 4 在直线ao上竖直插上两枚大头针p1 p2 透过玻璃砖观察大头针p1 p2的像 调整视线方向直到p2的像挡住p1的像 再在观察者一侧竖直插上两枚大头针p3 p4 使p3挡住p1 p2的像 p4挡住p3本身及p1 p2的像 记下p3 p4的位置 5 移去大头针和玻璃砖 过p3 p4所在处作直线o b与bb 交于o 直线o b就代表了沿ao方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向 4 注意事项 1 实验中 玻璃砖在纸上位置不可移动 2 不能用手触摸玻璃砖光洁面 更不能把玻璃砖当尺子用 3 大头钉应竖直插在白纸上 且玻璃砖每一侧两枚大头针p1与p2间 p3与p4间的距离应适当大些 以减小确定光路方向时造成的误差 4 实验中入射角不宜过小 否则会使测量误差大 也不宜过大 5 本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖 而是采用三棱镜 半圆形玻璃砖等 那么只是出射光和入射光不平行 同样能测出折射率 例2 用三棱镜做测定玻璃折射率的实验 先在白纸上放好三棱镜 在棱镜的一侧插入两枚大头针p1和p2 然后在棱镜的另一侧观察 调整视线使p1的像被p2挡住 接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针p3 p4 使p3挡住p1 p2的像 p4挡住p3和p1 p2的像 在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图4 1 2所示 图4 1 2 1 在本题的图上画出所需的光路 2 为了测出棱镜玻璃的折射率 需要测量的量是 在图上标出它们 3 计算折射率的公式是 解析 1 如图所示 画出通过p1 p2的入射光线 交ac面于o 画出通过p3 p4的出射光线交ab面于o 则光线oo 就是入射光线p1p2在三棱镜中的折射光线 答案见解析 例3 如图4 1 3所示 一透明介质制成的直角三棱镜 顶角 a 30 一束光由真空垂直射向ac面 经ab面射出后的光线偏离原来方向15 已知光在真空中的传播速度为c 求 1 该介质对光的折射率 2 光在该介质中的传播速度 图4 1 3 例4 如图4 1 4 三棱镜的横截面为直角三角形abc a 30 ac平行于光屏mn 与光屏的距离为l 棱镜对红光的折射率为n1 对紫光的折射率为n2 一束很细的白光由棱镜的侧面ab垂直射入 直接到达ac面并射出 画出光路示意图 并标出红光和紫光射在光屏上的位置 求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离 图4 1 4 解析光路如图所示 红光和紫光在ac面上的入射角相同 设为i 折射角分别为r1和r2 它们射到屏上的位置离o点的距离分别为d1和d2 由折射定律得n1sini sinr1 n2sini si