高中物理 第13章 第1节光的反射和折射课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 光 第十三章 第一节光的反射和折射 第十三章 插在水中的筷子 看上去好像在水面处折断了 盛了水的碗 看上去好像变浅了 这是什么原因 1 概念光线入射到两种介质的界面上时 光的传播方向发生改变 一部分光 的现象 叫做光的反射 2 光的反射定律 1 反射光线和入射光线在 内 2 反射光线和入射光线分居在 3 反射角等于 3 光路的特点在反射现象中 光路是 的 光的反射 返回原介质 同一平面 法线两侧 入射角 可逆 1 折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象 光的折射和折射定律 同一平面 正 可逆 折射率 真空 入射角 折射角 光学性质 真空 介质 大于1 一 光的折射现象的规律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 因为光传播的速度发生了变化 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 特别提醒 1 应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角和折射角 画出正确的光路图是解题的必要前提 2 入射角 折射角 反射角均以法线为标准来确定 注意法线与界面的区别 二 对折射率的理解1 关于正弦值当光由真空射入某种介质时 入射角 折射角以及它们的正弦值是可以改变的 但正弦值的比值是一个常数 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 说明常数反映了该介质的光学特性 3 折射率与光速的关系介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关 即n 由于光在真空中的传播速度c大于光在任何介质中的传播速度v 所以任何介质的折射率n都大于1 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 不同介质折射率不同 而它们的密度也往往不同 那么介质的折射率与其密度有什么关系 是不是介质的密度越大 其折射率就越大 解析 介质的折射率与介质的密度没有必然的联系 密度大 折射率未必大 如水和酒精 水的密度较大 但水的折射率较小 三 解决光的折射问题的常规思路和两类典型的问题1 常规思路 1 根据题意画出正确的光路图 2 利用几何关系确定光路图中的边 角关系 要注意入射角 折射角均是与法线的夹角 3 利用折射定律 折射率公式列式求解 2 玻璃砖对光的折射问题常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖 对于半圆形玻璃砖若光线从半圆面射入 且其方向指向圆心 则其光路图如图甲所示 光线只发生一次偏折 对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖 其折射光路如图乙所示 光线经过两次折射后 出射光线与入射光线的方向平行 但发生了侧移 特别提醒 画光路图时应注意的问题 1 光路是可逆的 2 垂直界面入射的光线 折射光线与入射光线在同一直线上 3 过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折 如图所示 一条光线由空气射到半圆玻璃砖表面的圆心处 玻璃砖的半圆表面上 反射面 镀有银 则图示几个光路图中 能正确 完整地表示光线行进过程的是 答案 d解析 在圆心处发生折射和反射 进入半圆表面后沿原路返回 光从玻璃射向空中时在界面上发生反射和折射 根据光路可逆可知d正确 光的反射 解析 这是一道关于平面镜成像问题的题目 主要考查对平面镜成像规律的认识 平面镜成像的特点是 等大正立的虚像 方法是先确定像点的位置 然后再画符合要求的光线以及与之对应的入射光线 1 先确定s对应的像s 连接ps 与mn交于q点 q点即是过p点的反射点 连接sq即得对应的入射光线 如图甲所示 2 由对称性确定s 后 过s 连接mn两端点的边界光线s m和s n 此区域即为像点s 的观察范围 如图乙所示 检查视力时人与视力表之间的距离应为5m 现因屋子太小而使用一个平面镜 视力表到镜子的距离为3m 如图所示 那么人到镜中的视力表的距离和人到镜子的距离分别为 a 5m 2mb 6m 2mc 4 5m 1 5md 4m 1m答案 a 光的折射 解析 树顶反射和石头折射成像的光路图如图所示 答案 5 3m点评 根据题意 正确作出光路图 明确入射角 反射角 折射角间的关系是解答此题的关键 绵阳市2013 2014学年高二下学期期中 如右图所示 光从空气射入某介质 入射光线和界面的夹角为45 反射光线和折射光线之间的夹角为105 由此可知 这种介质的折射率为 光在这种介质中的传播速度是 用真空中光速c表示 探究 应用 解析 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 某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度 测量时保持镜面与地面垂直 镜子与眼睛的距离为0 4m 在某位置时 他在镜中恰好能够看到整棵树的像