高中物理(新教材)选修1课件4：4 1 光的折射 人教版

第四章光1光的折射插在水中的筷子,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?情景导入一、对折射率的理解1.折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关.2.“相对折射率”与“绝对折射率”(1)相对折射率：光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示.＝n12.(2)绝对折射率：若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率，通常用n表示.知识梳理3.应用n＝

计算介质的折射率时，注意θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；θ2为介质中光线与法线的夹角，也不一定为折射角.特别提醒

折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比.二、光的折射定律的应用解决光的折射问题的基本思路：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、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角.3.利用折射定律n＝

、折射率与光速的关系n＝

列方程，结合数学三角函数的关系进行运算.特别提醒在解决光的折射问题中正确画出光路图是前提，利用几何关系确定边、角关系是关键.如何测定玻璃的折射率1.实验原理用插针法确定光路，找出与入射光线相应的出射光线，就能在玻璃砖中画出对应的折射光线，从而可以测出一组对应的入射角和折射角，根据折射定律，便可求出玻璃的折射率.2.实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉(3～4枚)、量角器、直尺、铅笔.课堂探究3.操作步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上.(2)沿玻璃砖的一个面画一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些.如图所示.(3)在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合.(4)沿玻璃砖的另一侧面画一条直线bb′.(5)在玻璃砖的bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，用眼睛观察调整视线，同时移动大头针P3的位置，使P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像，把此时大头针P3插好.(6)在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3本身，同时也能挡住P1、P2的像.(7)记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2.(8)用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小.(9)改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角.(10)算出不同入射角时

的值，求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率.(8)用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小.(9)改变入射角θ1，重复上面的步骤再做三、四次，量出相应的入射角和折射角.(10)算出不同入射角时

的值，求出几次实验中的平均值就是玻璃的折射率.一、反射定律和折射定律的应用例1一束光线从空气射入折射率为

的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是(

)A.75° B.90° C.105° D.120°典例精析C二、折射率的理解和计算例2两束平行的细激光束垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示.已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一束光的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝

，OP＝

.求玻璃材料的折射率.解析画出光路如图所示.其中一束光沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心.另一束光沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，设入射角为θ1，折射角为θ2，三、测定玻璃的折射率例3用三棱镜做测定玻璃的折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，在白纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓，如图所示.(1)在本题的图上画出所需的光路.解析光路图如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线.(1)在本题的图上画出所需的光路.解析光路图如图所示，画出通过P1、P2的入射光线，交AC于O，画出通过P3、P4的出射光线交AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线.(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是_______________________，在图上标出它们.解析在所画的图上画出虚线部分，并注明入射角θ1和折射角θ2，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度).(3)计算折射率的公式是n＝________.1.(对折射率的理解)光从真空射入某介质，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法中正确的是(

)课堂达标BC2.(折射定律的应用)一束光线射到一个玻璃球上，如图所示.该玻璃球的折射率是

，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向.(用与入射光线的夹角表示)解析

光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所示.由△AOB为等腰三角形，则θ1′＝θ2由几何关系知θ2＋∠1＝60°，θ1′＋∠2＝θ2′又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60°.答案与入射光线的夹角为60°3.在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示.用刻度尺量得OB＝8cm，CD＝4cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1.5课堂小结备用工具&资料3.在用插针法测定玻璃折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图所示.用刻度尺量得OB＝8cm，CD＝4cm，由此可得出玻璃砖的折射率n＝________.1.52.(折射定律的应用)一束光线射到一个玻璃球上，如图所示.该玻璃球的折射率是

，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向.(用与入射光线的夹角表示)解析

光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所示.一、对折射率的理解1.折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关.2.“相对折射率”与“绝对折射率”(1)相对折射率：光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示.＝n12.(2)绝对折射率：若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率，通常用n表示.知识梳理3.应用n＝

计算介质的折射率时，注意θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；θ2为介质中光线与法线的夹角，也不一定为折射角.特别提醒

折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比.3.操作步骤(1)把白纸用图钉钉在木板上.(2)沿玻璃砖的一个面画一条线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些.如图所示