2019-2020学年高中物理 第四章 光的折射 第1节 光的折射定律学案 教科版选修3-4

第1节光的折射定律1.认识光的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义2.知道光的反射和折射现象，理解折射定律(重点)3.理解折射率的概念及与光速的关系，并能用来进行有关计算(重点难点)一、光的反射和折射现象1光的反射：当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象2光的折射：光线从一种介质照射到两种介质的分界面时，一部分光进入另一种介质继续传播的现象二、光的折射定律入射光线 、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数三、介质的折射率1定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角r的正弦值的比值，叫做这种介质的折射率，用符号n表示2定义式：n3折射率与光速的关系：光在不同介质中的速度不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空中的速度c与光在这种介质中的速度v之比，即nc/v天空中无数的星星是和太阳一样的发光天体在晴朗的夜晚，我们看到的是一闪一闪的星星，这是为什么？提示：大气的抖动是时刻不停的，并与气候密切相关，一般抖动明显的大气由于折射形成一次闪烁的时间间隔是14秒，所以，我们观望星空时，看到的星光是闪烁的光的折射和折射定律1光的折射现象的认识光的折射现象：当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线ob.另一部分光进入第二种介质，并改变了传播方向，即光线oc，这种现象叫做光的折射现象，光线oc称为折射光线折射光线与法线的夹角称为折射角r.2对折射定律内容的理解(1)同面内：折射光线与入射光线、法线在同一平面内这句话大体上说明了三线的空间位置：折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面(2)线两旁：折射光线与入射光线分居在法线两侧这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小(i0)(3)正比律：入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就唯一确定了所以，光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时，在传播过程中遵循的必然规律3光路的可逆性如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为，式中i、r分别为此时的入射角和折射角折射率的定义式中i为真空中光线与法线的夹角，不一定是入射角；r为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角 命题视角1光的反射与折射现象一条光线以40的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是()a小于40b在50100之间c在100140之间d大于140解析由n1，得折射角2140，由反射定律得3140，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角180321402，所以1001，就是说光由真空射入介质时，都是入射角大于折射角，折射光线向法线偏折；反之当光由其他介质射入真空时，入射角小于折射角，折射光线远离法线偏折2视深问题(1)视深是人眼看透明物质内部某物点时像点离界面的距离在中学阶段，一般是沿界面的法线方向去看，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故.(2)当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的1/n倍，n为水的折射率(1)介质的折射率与介质的密度没有必然联系，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(2)介质的折射率由介质的性质和光的频率共同决定，与入射角和折射角无关河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为h，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大？(设水的折射率为n)解析如图所示，设小鱼在s处，从鱼反射出的光线so垂直水面射出，光线so1与so间的夹角很小因一般人的瞳孔的线度为23 mm，1、2为一组对应的折射角和入射角，可知1、2均很小由数学知识知：sin 1tan 1，sin 2tan 2由折射定律得：n，得h即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的，即变浅答案一个圆柱形筒，直径为12 cm，高16 cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm.当筒中盛满液体时，则人眼又恰能看到筒侧的最低点，求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度解析：先画出一圆柱形筒，筒高为h16 cm，直径d12 cm.人眼在a处，筒侧底部“最低点”为b，筒内无液体时，人眼能见深度h9 cm.筒内盛满