光的反射和折射(精品教案)

第一节光的反射和折射,1,2,折射光线,入射光线,反射光线,一、光的反射和折射,1.光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，一部分光返回到第1种介质的现象。,（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面上,（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,O,A,B,一、光的反射和折射,2.光的反射定律,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,一、光的反射和折射,3.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫做光的折射。,1,2,折射光线,入射光线,4.光的折射定律,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，折射角也随着增大反之减小,当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角,一、光的反射和折射,空气中角大,一、光的反射和折射,思考：入射角和折射角有什么定量关系呢？,实验探究,入射角的正弦和折射角的正弦成正比,斯涅耳定律,比例常数,一、光的反射和折射,5.在光的折射现象中，光路也是可逆的,思考：为什么入射角的正弦与折射角的正弦的比是个常数呢？它跟什么因素有关呢？,由惠更斯原理可知：sin1/sin2=v1/v2,（1）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nsini或n1/sinr,（2）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。,3.说明：,二、折射率,1.折射率的定义：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。,空气,玻璃,4.物理意义-反映介质对光的偏折能力的大小,二、折射率,5.几种介质的折射率：,真空本身的折射率=1,二、折射率,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之比：,（n1）,研究表明：光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。,6.折射的原因,二、折射率,解释现象,P,弯折的筷子,三、应用,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.在某些地区将提前,在另一些地区将延后D.不变,三、应用,B,有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳,三、应用,如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。,O,四、例题,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:,四、例题,1.下面哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况？,A,B,C,D,答案：C,空气,玻璃,五、练习,2.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？,五、练习,解析：,3.斜插入水中的筷子与竖直方向成45角，由空气中向下观察，看到筷子在水中的部分与竖直方向成的角度为，则()A.45B.45C.=45D.条件不足，无法判断,B,五、练习,入射角i1020304050607080,折射角r6.613.219.525.430.735.338.841.1,i/r1.511.511.541.571.631.701.801.95,Sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.501.50,入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,=n（n为常数）,结论：,即：,（思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？）,光从空气进入玻璃：,Sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.501.50,入射角i1020304050607080,折射角r6.613.219.525.430.735.338.841.1,玻璃,水,折射角r7.514.922.128.935.240.64547.8,Sini/sinr1.331.331.331.331.331.331.331.33,金刚石,折射角r4.18.111.915.418.52122.924,Sini/sinr2.422.432.422.422.412.422.412.42,可看出：光从空气（真空）进入同一种介质，总有入射角与折射角的正弦之比相等（不同介质比值不同）。,思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？,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？,四、学生实验：测玻璃砖的折射率,i,r,思考：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向的特点。,单色光经玻璃砖后侧移而传播方向不变,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,i=?,r=?,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线（5）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）,4、