高中物理第十三章 光的折射人教版必修三13.1光的折射（上传）.ppt

13 1光的折射 光到底是什么 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说 光具有粒子性 这里的光子完全不同于牛顿所说的 微粒 光的本性 光既具有波动性 又具有粒子性 光的反射现象 定义 光从一种介质射入另一种介质时 在界面上有一部分光会返回原介质的现象 1 反射光线 入射光线和法线同平面 2 反射光线和入射光线分居法线两侧 3 反射角和入射角相等 光路可逆 反射定律 实验演示 当窄光束由空气斜射向玻璃表面时 入射光的反射和折射现象是怎样的 下面的这副画面 你能解释它的拍摄光路吗 看过动画演示后 你是不是都明白了呢 实验演示 结论 光从空气射到玻璃上 在界面上一部分光发生反射回到空气中 另一部分光射入玻璃中 原来的传播方向发生改变 光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象 空气 玻璃 n n a o b 1 入射光线和法线的夹角 入射角 2 折射光线和法线的夹角 折射角 一 光的折射定律 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 入射角 折射角有什么关系呢 当光从空气斜射入水或玻璃中时 折射角小于入射角 当入射角增大时 折射角也随着增大 当光从水或玻璃斜射入空气中时 折射角大于入射角 人类经历了一千多年的时间 从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系 折射定律 在初中已经学过 折射光线跟入射光线和法线在同一平面内 折射光线和入射光线位于法线的两侧 但是 入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢 1621年 荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的规律 斯涅耳 1 折射光线 入射光线 法线在同一平面内 2 折射光线 入射光线在法线两侧 3 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 光的折射定律 斯涅耳定律 2 折射光路是可逆的 二 折射率 光从一种介质射入另一种介质时 虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n 但是对不同的介质来说 这个常数n是不同的 它是一个反应介质光学性质的物理量 物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时 入射角与折射角的正弦之比n 叫做这种介质的绝对折射率 研究表明 光在不同介质的速度不同 这也是光发生折射的原因 某种介质的折射率 等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比 所有介质的折射率都大于1 对于折射率应从下面几个层次来理解 1 在光的折射现象中 折射角随着入射角的变化而变化 而两角的正弦值之比是个常数 2 对于不同的介质 此常数的值是不同的 n是一个反应介质光学性质的物理量 3 介质的折射率是由介质本身性质决定的 它取决于光在介质中传播的速度 二 折射率 问题 玻璃是一种透明介质 光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射 如何把玻璃的折射率测出来 实验 测玻璃砖的折射率 实验器材 玻璃砖 白纸 大头针若干 铅笔 直尺 量角器 实验原理 1 根据折射率的定义 要测折射率 必须知道与一个折射现象对应的折射角和入射角 空气 玻璃 i r 界面 法线 实验过程 应用1 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 o o1 从上向下看 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 应用2 a 将提前b 将延后c 在某些地区将提前 在另一些地区将延后d 不变 有大气时看到太阳更早 没有大气时将迟一些看到太阳 蒙气差现象 小结 1 折射率 是光从真空射入某种介质中时的折射率 2 n的大小与介质有关 与i和r无关 对于确定的介质 n是定值 不能说n sini或n 1 sinr 3 折射率无单位 任何介质的折射率皆大于1 强调说明 例 光线以30 的入射角从玻璃射向空气 它的反射光线与折射光线成90 夹角 则玻璃的折射率为 光在某种介质中的传播速度是2 122 108m s 当光线以30 入射角由该介质射入空气时 折射角为多少 例 45 i r 例 光线从空气中以入射角i射在玻璃