高二物理选修3-4 13.1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(n1)（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NN,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rNOO，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OD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15o75o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界