《光的反射和折射》课件3-4

1、2014年上学期湖南长郡卫星远程学校制作 17 动画演示：（光的折射）介质介质2介质介质1入射波线入射波线回顾：波的反射和折射回顾：波的反射和折射水水空气空气入射光线入射光线一、光的反射和折射一、光的反射和折射1.光的反射现象光的反射现象a、光被两种介质的界面反射回原来的介质中、光被两种介质的界面反射回原来的介质中法线法线反射光线反射光线入射光线入射光线入射角入射角反射角反射角平面镜平面镜b、反射定律、反射定律（1）反射光线、入射光线和法线同平面）反射光线、入射光线和法线同平面（2）反射光线和入射光线分居法线两侧）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）反射角和入射角相等1.光

2、的反射现象光的反射现象光被两种介质的界面反射回原来的介质中光被两种介质的界面反射回原来的介质中法线法线反射光线反射光线入射光线入射光线入射角入射角反射角反射角平面镜平面镜1.光的反射现象光的反射现象C、光的反射现象中的，光路是可逆的。、光的反射现象中的，光路是可逆的。法线法线反射光线反射光线入射光线入射光线入射角入射角反射角反射角平面镜平面镜2、光的折射、光的折射a、光从一种介质进入另一种介质时，传播、光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。方向发生改变的现象。 水水空气空气i2、光的折射、光的折射a、光从一种介质进入另一种介质时，传播、光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生

3、改变的现象。方向发生改变的现象。 折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir水水空气空气rib、折射光路是可逆的：、折射光路是可逆的：水水空气空气ric、光的折射定律、光的折射定律折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线irc、光的折射定律、光的折射定律折射光线、入射光线、法线在同一平面内；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；折射光线和入射光线分居法线两侧；入射角、入射角、折射角有什么折射角有什么关系呢关系呢 ？折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir当光从空气斜射入当光

4、从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小水或玻璃中时，折射角小于入射角；于入射角；折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir当光从空气斜射入当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小水或玻璃中时，折射角小于入射角；于入射角；空气空气水水折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir当光从空气斜射入当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小水或玻璃中时，折射角小于入射角；于入射角；当光从水或玻璃斜当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射入空气中时，折射角大于入射角；射角大于入射角；空气空气水水折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线

5、ir当光从空气斜射入当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小水或玻璃中时，折射角小于入射角；于入射角；当光从水或玻璃斜当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射入空气中时，折射角大于入射角；射角大于入射角；当入射角增当入射角增大时，折射角也随大时，折射角也随着增大。着增大。空气空气水水折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir人类经历了一千多年的时间，从积累的入射人类经历了一千多年的时间，从积累的入射角角i和折射角和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。的数据中寻求两者之间的定量关系。nri sinsin入射角的正弦和折射角的正弦成正比入射角的正弦和折射角的正弦成正比折射

6、角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线irnrisinsin入射角的正弦和折射角的正弦成正比入射角的正弦和折射角的正弦成正比空气空气-水水 n 大于大于 1折射角折射角入射角入射角水水空气空气入射光线入射光线折射光线折射光线ir二、折射率二、折射率光从一种介质射入另一种介质时，虽光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数常数n，但是对不同的介质来说，这个常数，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的，它是一个反应介质光学性质的是不同的，它是一个反应介质光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种介物理量

7、，物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比比n，叫做这种介质的折射率，叫做这种介质的折射率折射率折射率玻璃玻璃空气空气折射率折射率玻璃玻璃空气空气ir折射率折射率玻璃玻璃空气空气ir定义式：定义式：rinsinsin定义式：定义式：rinsinsin （1）折射率折射率-是光从是光从真空射入某种介真空射入某种介质中质中时的折射率；时的折射率；（2）n的大小与介质有关，与的大小与介质有关，与i和和r无关，无关，对于确定的介质，对于确定的介质，n是定值，不能说是定值，不能说nsini或或n1/sinr； （3）折射率无单位任何介质的折射

8、率皆折射率无单位任何介质的折射率皆大于大于1。几种介质的折射率：几种介质的折射率：真空本身的折射率真空本身的折射率 = 1研究表明：研究表明：光在不同介质中的速度不同，这正是光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。发生折射的原因。某介质的折射率，等于光在真空中的某介质的折射率，等于光在真空中的速度速度C与光在介质中的速度之比：与光在介质中的速度之比： )1( nvcn测玻璃砖的折射率测玻璃砖的折射率学生实验学生实验问题问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？的折射率测出

9、来？实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义：rinsinsin 实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。rinsinsin 实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气界面界面玻璃玻璃法线法线rinsinsin 实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须

10、知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气界面界面玻璃玻璃法线法线rinsinsin 实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气界面界面玻璃玻璃法线法线rinsinsin 实验原理：实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气界面界面玻璃玻璃法线法线 i=?rinsinsin 实验原理：

11、实验原理：1. 根据折射率的定义根据折射率的定义： 要测折射率，必须知要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的道与一个折射现象对应的折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气界面界面玻璃玻璃法线法线 i=? r=? 实验器材：实验器材：白纸白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器、大头针若干、铅笔、直尺、量角器玻璃砖玻璃砖实验过程：实验过程： 思考：思考： 光线从空气中以入射角光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果上表面上，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

12、方向。出后的传播方向。思考：光线从空气中以入射角思考：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果上表面上，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。出后的传播方向。思考：光线从空气中以入射角思考：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果上表面上，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。出后的传播方向。ri思考：光线从空气中

13、以入射角思考：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果上表面上，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。出后的传播方向。rr ii 例例3 光线从空气中以入射角光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果上表面上，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。出后的传播方向。单色光经玻璃砖后，单色光经玻璃砖后，侧移而传播方向不变

14、侧移而传播方向不变rr ii 应用应用1：应用应用1：应用应用1：应用应用1：应用应用1：应用应用1： 人在水上看到物体人在水上看到物体的像，比实际物体位置的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅偏上，感觉水比较浅nHh折射率实际深度视深 应用应用1： 人在水上看到物体人在水上看到物体的像，比实际物体位置的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅偏上，感觉水比较浅从上向下看从上向下看,2014年上学期湖南长郡卫星远程学校制作 17演示（光的折射）应用应用2：应用应用3：假设地球表面不存在大气层，那么人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们观察到的日出时刻与存在大气层的

15、情况相比相比:A. 将提前将提前B. 将延后将延后C. 在某些地区将提前，在另一些地区在某些地区将提前，在另一些地区将延后将延后D. 不变不变有大气有大气没有大气没有大气有大气有大气没有大气没有大气有大气有大气有大气，看到太阳更早有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳没有大气，将迟一些看到太阳例例1 斜插入水中的筷子与竖直方向成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中的部分与竖直方向成的角度为 ，则，则( )A. 45 B. 45 C. =45 D .条件不足，无法判断条件不足，无法判断B例例1 斜插入水中的筷子与竖直方向成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中的部分与竖直方向成的角度为 ，则，则( )A. 45 B. 45 C. =45 D .条件不足，无法判断条件不足，无法判断 例例2 光线以光线以30 的入射角从玻璃射向空的入射角从玻璃射向空气，它的反射光