高二物理选修3-4_131__光的反射和折射_LI

13 1光的反射和折射 第十三章光 一 光的反射和折射 光射到两种介质的界面时 一部分光进入另一种介质 同时另一部分光返回到原来的介质 这种现象分别叫光的折射和反射 空气 水 入射光线 反射光线 折射光线 法线 入射角 反射角 折射角 基本概念 1 2 折射光线 入射光线 反射光线 一 光的反射和折射 判断入射 折射 反射光线 法线 界面 光的反射 光射到介质1 介质2的界面时 一部分光返回到介质1的现象 1 反射光线 入射光线 法线共面 3 反射光线 入射光线关于法线对称 2 反射角等于入射角 光线与法线的夹角 O A B 4 光路可逆 沿原来的反射光线入射 将沿原来入射光线射出 定律理解 1 反射定律 1 折射光线 入射光线 法线在同一平面内 2 折射光线和入射光线分居法线两侧 2 光的折射 定义 光从介质1斜射入介质2时 传播方向发生改变的现象 1 2 折射光线 入射光线 规律 3 当入射角增大时 折射角也随着增大 4 光路可逆 沿原来的折射光线入射 将沿原来入射光线射出 当光从空气斜射入水中时 折射角小于入射角 当光从水斜射入空气时 折射角大于入射角 思考 入射角 折射角大小关系及与介质的关系 光由空气射入玻璃时入射角 1和出射角 2的数值表 1 2 5 6 7 8 3 4 入射角正弦和折射角正弦比值相等 斯涅耳定律 3 说明 1 n的大小与介质有关 与i和r无关 对于确定介质 n是定值 2 折射率无单位 任何介质的折射率皆大于1 n 1 原因呢 二 折射率 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 叫做这种介质的绝对折射率 简称折射率 2 决定式 某介质的折射率 等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比 4 几种介质的折射率 比较密度 真空折射率 1 5 意义 反映介质对光的偏折能力的大小 6 折射原因 光在不同介质中的速度不同 折射率 反映介质对光的折射作用 应用 人在水上看到物体的像 比实际物体位置偏上 感觉水比较浅 假设地球表面不存在大气层 那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比 A 将提前B 将延后C 不变D 在某些地区将提前 在另一些地区将延后 没有大气 有大气 例 如图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 恰能看到桶底边缘的某点 当桶内油的深度等于桶高的一半时 仍沿 方向看去 恰好看到桶低上的点c 两点距离d 4 求油的折射率和光在油中传播的速度 O 因底面直径和桶高相等 由此可知 AOF ABG 450 又 OD 2CD 油的折射率 光在油中的传播速度 解 我们是怎样看到水中的鱼的 有光从水中传到我们的眼睛 光从一种介质进入另一种介质传播 光的折射 空气 水 界面 A A 从水中看水面上的物体 物体比实际的高度要高 1 水中的倒影是塔桥所形成的像 是由形成的 光的反射 2 什么叫光的反射 光射到两种介质的界面上改变方向后又返回原来介质的现象 虚 光的反射是光在同一种介质中传播的现象 温故而知新 问题 玻璃是一种透明介质 光从空气入射到平行玻璃砖的界面上会发生折射 如何把玻璃的折射率测出来 三 实验 测玻璃砖的折射率 1 原理 折射定律 2 方法 用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖 测出折射角和入射角 空气 玻璃 1 2 界面 法线 3 实验器材 玻璃砖 白纸 大头针若干 铅笔 直尺 量角器 1 铺纸 将白纸用图钉固定在木板上 2 在白纸上画一条线aa 作为界面 过aa 上的一点O 作为入射点 画法线N N 并画AO作为入射光线 3 把玻璃砖放在白纸上 使它的一边与aa 对齐 确保O为实际入射点 确定 如何确定 联想验证平行四边形定则实验中记录力的方向 玻璃砖的另一界面bb 确保出射点准确 步骤 边听边模仿 6 连接OO 入射角i AON 折射角r NOO 用量角器量出入射角和折射角 求出对应的正弦值 记录在表格中 5 移去在大头针和玻璃砖 过P3 P4所在处作直线DC与bb 交于o 作为实际出射点 直线O D代表沿AO方向入射光通过玻璃砖后的传播方向 4 在直线AO上竖直插大头针P1 P2 透过玻璃砖观察大头针P1 P2的像 调整视线让P2挡住P1的像 再在另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 P2 P1的像 记下P3 P4位置 7 用上述方法求出入射角分别为300 450 600时的折射角 查出它们的正弦值 填入表格中 8 算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值 最后求出几次实验的平均值为折射率 5 注意事项 1 入射角一般取15o 75o为宜 太小 相对误差大 太大 使折射光线弱 不易观察 2 插针要竖直 且间距适当大些 精确确定光路 3 插针法实验 玻璃砖不能动 移动会改变光路图 4 确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用 损坏玻璃砖 画边界线时描两点确定边