高中物理 131光的反射和折射课件 新人教版选修34.ppt

课前自主导学 当堂双基达标 课堂互动探究 课后知能检测 教学教法分析 教学方案设计 课标要求1 通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律 2 理解折射率的定义及其与光速的关系 3 学会用光的折射 反射定律来处理有关问题 1光的反射和折射 课标解读1 理解光的反射定律和折射定律 并能用来解释和计算有关的问题 2 理解折射率的物理意义 知道折射率与光速的关系 3 会依据光的反射定律和折射定律做出光路图 教学地位光的反射定律和折射定律是研究几何光学的重要法宝 是全章的重点 折射率是掌握折射定律的关键 本节内容是高考的热点 新课导入建议有经验的渔民叉鱼时 不是正对着看到的鱼去叉 而是对着所看到鱼的下方叉 如图教13 1 1所示 你知道这是为什么吗 通过本节课的学习 你将明白其中的道理 教学流程设计 1 基本知识 1 光的反射光从第1种介质射到它与第2种介质的时 一部分光会返回到第1种介质的现象 2 反射定律反射光线与入射光线 法线处在 反射光线与入射光线分别位于法线的 反射角 入射角 分界面 同一平面内 两侧 等于 2 思考判断 1 反射定律是确定反射光线的位置的规律 2 不是所有的反射现象都遵循反射定律 3 探究交流光发生反射现象时 反射光线和入射光线传播的速度是否相同 提示 光在反射时 入射光线和反射光线是在同一介质中 因此入射光线和反射光线的传播速度相同 1 基本知识 1 光的折射和折射定律 进入第2种介质 入射光线 法线 折射光线 法线 同一平面内 成正比 两侧 可逆 2 折射率 物理意义反映介质的的物理量 定义 光学性质 真空 特点任何介质的折射率都 真空 大于1 2 思考判断 1 一束光从空气进入水中时 传播方向一定发生变化 2 折射率大的介质 密度不一定大 3 光的反射现象中 光路是可逆的 光的折射现象中 光路不是可逆的 3 探究交流有经验的渔民叉鱼时 不是正对着看到的鱼去叉 而是对着所看到的鱼的下方叉 如图13 1 1所示 你知道这是为什么吗 提示 从鱼身上反射的光线由水中进入空气时 在水面上发生折射 折射角大于入射角 折射光线进入人眼 人眼会逆着折射光线的方向看去 就会觉得鱼变浅了 眼睛看到的是鱼的虚像 在鱼的上方 所以叉鱼时要瞄准像的下方 如图所示 问题导思 1 光折射的实质是什么 2 光折射时频率改变吗 3 光折射时速度改变吗 1 光的方向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 斜射 并非一定变化 当光垂直界面入射时 传播方向就不发生变化 2 光的传播速度光从一种介质进入另一种介质时 传播速度一定发生变化 当光垂直界面入射时 光的传播方向虽然不变 但也属于折射 光传播的速度发生变化 3 入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时 折射角与入射角的大小关系不要一概而论 要视两种介质的折射率大小而定 当光从真空斜射入介质时 入射角大于折射角 当光从介质斜射入真空时 入射角小于折射角 2014 厦门检测 光线以60 的入射角从空气射入玻璃中 折射光线与反射光线恰好垂直 真空中的光速c 3 0 108m s 1 画出折射光路图 2 求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度 3 当入射角变为45 时 折射角等于多大 4 当入射角增大或减小时 玻璃的折射率是否变化 说明理由 解析 1 由题意知入射角 1 60 反射角 60 折射角 2 180 60 90 30 折射光路图如图所示 4 折射率不会变化 折射率反映介质的光学性质 而跟入射角的大小无关 1 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实际存在大气层的情况相比 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 解析 假如地球周围没有大气层 太阳光将沿直线传播 如图所示 在地球上b点的人们将在太阳到达a 点时看到日出 而地球表面有大气层 由于空气的折射率大于1 并且离地球表面越近 大气层越密 折射率越大 太阳光将沿如图所示ab曲线射入在b处的人眼中 使在b处的人看到了日出 但b处的人认为光是沿直线传播的 则认为太阳位于地平线上的a 点 而此时太阳还在地平线下 日出的时间提前了 所以无大气层时日出的时间将延后 故正确答案为b 答案 b 问题导思 1 折射率与入射角的大小有关吗 2 折射率与光速的关系如何 3 折射率与哪些因素有关 1 关于正弦值当光由真空中射入某种介质中 入射角 折射角以及它们的正弦值是可以改变的 但正弦值之比是一个常数 2 关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数 但不同介质具有不同的常数 说明常数反映着该介质的光学特性 4 决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量 它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定 不随入射角 折射角的变化而变化 一半圆柱形透明物体横截面如图13 1 2所示 底面aob镀银 o表示半圆截面的圆心 一束光线在横截面内从m点入射 经过ab面反射后从n点射出 已知光线在m点的入射角为30 moa 60 nob 30 求 1 光线在m点的折射角 2 透明物体的折射率 审题指导 解答本题时可先作出光路图 根据几何关系确定在m点的折射光线和n点的入射光线 从而确定它们的折射角和入射角 解析 1 如图 透明物体内部的光路为折线mpn q m点相对于底面ef对称 q p n三点共线 设在m点处 光的入射角为i 折射角为 omq pnf 根据题意有 30 由几何关系得 pno pqo 于是 60 由 式得 15 光的折射问题的分析方法1 根据入射角 折射角及反射角之间的关系 作出比较完整的光路图 2 充分利用光路图中的几何关系 确定各角之间的联系 根据折射定律求解相关的物理量 折射角 折射率等 2 多选 2013 烟台检测 一束光从某种介质射入空气中时 入射角 1 30 折射角 2 60 折射光路如图13 1 3所示 则下列说法正确的是 问题导思 1 如何确定在玻璃中的折射光线 2 在本实验中是否入射角越大越好 1 实验原理用插针法确定光路 找出与入射光线相应的出射光线 就能在玻璃砖中画出对应的折射光线 从而可以测出一组对应的入射角和折射角 根据折射定律便可求出玻璃的折射率 2 实验器材玻璃砖 白纸 木板 大头针四枚 图钉 3 4枚 量角器 直尺 铅笔 3 操作步骤 1 把白纸用图钉钉在木板上 2 沿玻璃砖的一个面画一条线aa 作为界面 过aa 上一点o作垂直于aa 的直线nn 作为法线 过o点画一条入射光线ao 使入射角 1适当大些 如图13 1 4所示 3 在ao线上竖直地插两枚大头针p1 p2 在白纸上放上被测玻璃砖 使玻璃砖的一个面与aa 重合 4 沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb 5 在玻璃砖的bb 一侧白纸上竖直地立一枚大头针p3 用眼睛观察调整视线 同时移动大头针p3的位置 使p3恰好能同时挡住玻璃砖aa 一侧所插的大头针p1 p2的像 把此时大头针p3插好 6 在玻璃砖bb 一侧再竖直地插一枚大头针p4 使p4能挡住p3本身 同时也能挡住p1 p2的像 7 记下p3 p4的位置 移去玻璃砖 拔去大头针 过p3 p4连一条直线bo 交bb 于o 点 连接oo oo 就是入射光线ao在玻璃砖内的折射光线 折射角为 2 8 用量角器量出入射角 1和折射角 2的大小 9 改变入射角 1 重复上面的步骤再做三 四次 量出相应的入射角和折射角 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 在棱镜的一侧插上两枚大头针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 使从另一侧隔着棱镜观察时 大头针p4 p3和p1 p2的像恰好在一条直线上 画出大头针位置和三棱镜轮廓 如图13 1 5所示 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n 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 就为入射光线p1p2在三棱镜中的折射光线 2 在所画的图上 标明入射角 1和折射角 2 并画出虚线部分 用量角器测量出 1和 2或用刻度尺测出线段ef oe gh og的长度 3 2014 苏州中学检测 由某种透明物质制成的等腰直角棱镜aob 两腰都为16cm 且两腰与ox和oy轴都重合 如图13 1 6所示 从bo边的c点注视a点 发现a点的位置在d点 在c d两点插上大头针 测出c点的坐标为 0 12 d点的坐标为 9 0 由此可以算出该透明物质的折射率为多大 解析 假设从a点发出一条光线射在c点 经折射后 射入眼睛 当逆着折射光线看去 好似光线是从d点射出 1 关于光的折射现象 正确的说法是 a 光的传播方向发生改变的现象叫光的折射b 折射定律是托勒密发现的c 人观察盛水容器的底部 发现水变浅了d 若光从空气射入液体中 它的传播速度一定增大 答案 c 2 若某一介质的折射率较大 那么 a 光由空气射入该介质的折射角较大b 光由空气射入该介质时折射角较小c 光在该介质中的速度较大d 光在该介质中的速度较小 答案 d 3 如图13 1 7所示 国家游泳中心 水立方 的透明薄膜 外衣 上点缀了无数白色亮点 他们被称为镀点 北京奥运会举行时正值盛夏 镀点能改变光线方向 将光线挡在场馆外 镀点对外界阳光的主要作用是 a 反射太阳光线 遵循光的反射定律b 反射太阳光线 不遵循光的反射定律c 折射太阳光线 遵循光的折射定律d 折射太阳光线 不遵循光的折射定律 解析 挡在场馆外 一定是反射 只要是反射就一