高中物理 4.1 光的折射定律课件 教科版选修34 .ppt

第四章光的折射 4 1光的折射定律 1 认识光的折射现象 2 理解光的折射定律 并能用其解释和计算有关问题 3 理解折射率的定义及其与光速的关系 学习目标定位 学习探究区 一 反射定律和折射定律 二 折射率 一 反射定律和折射定律 问题设计 返回 皎洁的月光下 在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的倒影 同时 月光能够照亮水中的鱼和草 这说明光从空气射到水面时 一部分光射进水中 另一部分光返回到空气中 那么这两部分光的去向遵从什么规律呢 答案折射定律和反射定律 要点提炼 返回 一 反射定律和折射定律 1 光的反射 1 反射现象 光从一种介质射到它与第二种介质的时 一部分光会返回到第一种介质的现象 2 光的反射遵循反射定律 反射光线与入射光线 法线处在内 反射光线与入射光线分别位于 反射角入射角 3 在光的反射现象中 光路 分界面 同一平面 法线的两侧 等于 可逆 返回 一 反射定律和折射定律 2 光的折射 1 光的折射现象光从一种介质照射到两种介质的时 一部分光另一种介质并改变传播方向的现象 称为光的折射现象 2 折射定律 如图1所示 折射光线 入射光线和法线在内 入射光线与折射光线分居 与之比为一常数 即 3 在光的折射现象中 光路 分界面 进入 同一平面 法线两侧 入射角的正弦值 折射角的正弦值 可逆 图1 返回 一 反射定律和折射定律 3 注意 入射角 反射角和折射角不是光线与界面的夹角 而是光线与法线的夹角 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 当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化 二 折射率 返回 问题设计 光由真空以相同的入射角射向不同的介质时 折射角是不同的 为什么 答案因为不同介质对光的折射率不同 二 折射率 1 折射率 1 定义式 n 2 折射率与光速的关系 n 2 对折射率n的理解 1 由于c v 故任何介质的折射率都 填 大于 小于 或 等于 1 返回 要点提炼 大于 二 折射率 2 折射率n是反映介质光学性质的物理量 它的大小由及入射光的决定 与入射角 折射角的大小 3 1为真空中的光线与法线的夹角 不一定为入射角 而 2为介质中的光线与法线的夹角 也不一定为折射角 产生这种现象的原因是由于光路的可逆性 4 介质的折射率与介质的密度没有必然联系 返回 介质本身 频率 无关 返回 一 反射定律和折射定律的应用 典例精析 例1一束光线从空气射入折射率为的介质中 入射角为45 在界面上入射光的一部分被反射 另一部分被折射 则反射光线和折射光线的夹角是 a 75 b 90 c 105 d 120 返回 一 反射定律和折射定律的应用 典例精析 解析如图所示 根据折射定律 n 则sinr r 30 反射光线与折射光线的夹角 180 45 30 105 c选项正确 答案c 返回 典例精析 例2一束光从空气射向折射率为的某种介质 若反射光线与折射光线垂直 则入射角为 真空中的光速为c 则光在该介质中的传播速度为 解析设入射角为 折射角为90 根据n 可以得到 60 再根据n 可得v c 二 介质的折射率 60 返回 典例精析 例3如图2所示 一储油圆桶 底面直径与桶高均为d 当桶内无油时 从某点a恰能看到桶底边缘上的某点b 当桶内油的深度等于桶高的一半时 在a点沿ab方向看去 看到桶底上的c点 c b相距d 4 由此可得油的折射率n 光在油中传播的速度v m s 结果可用根式表示 二 介质的折射率 图2 返回 典例精析 二 介质的折射率 返回 课堂要点小结 光的反射和折射 光的反射 反射定律 光路可逆 光的折射 折射定律 光路可逆 折射率 定义式 与速度的关系 自我检测区 1 2 3 4 1 对折射率的理解 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值成正比b 根据 n可知 介质的折射率与入射角的正弦值成反比c 根据n 介质的折射率与介质中的光速成反比d 介质的折射率与入射角 折射角的大小无关解析介质的折射率由介质材料本身和入射光的频率决定 与其他因素无关 故d项正确 1 2 3 4 d 2 折射定律的应用 一个人站在湖边 观察离岸一段距离的水下的一条鱼 这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位置相比较 下列说法中正确的是 a 在鱼真实位置的正上方某处b 在鱼真实位置上方偏向观察者的某处c 在鱼真实位置下方偏向观察者的某处d 所给条件不足 无法确定观察到的鱼的位置 1 2 3 4 解析如图所示 人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼 应是从鱼的位置发出的光 实际上是鱼的反射光 经折射后射入人的眼睛 看到的是鱼的像 把鱼看做一个发光点s 人看到的是折射光线的反向延长线交于发光点s的右上方s 点 这说明人看到的是鱼的虚像 且位置是偏向右上方 所以选项b正确 答案b 1 2 3 4 1 2 3 4 解析依题意作出光路图如图所示 折射角 2 90 90 1 玻璃的折射率 由折射定律知 nsin 1 sin