人教版(新教材)高中物理选择性必修1学案6：4 1 光的折射

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE14.1光的折射〖学习目标〗1.理解光的折射定律、折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系．2.会根据光的折射定律作出光路图，并能用来解释和计算有关问题．〖知识梳理〗一、折射定律1．光的反射和光的折射(1)光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示．(2)光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光的现象．2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在，折射光线与入射光线分别位于法线的；入射角的正弦与折射角的正弦，即＝n12.(2)在光的折射现象中，光路是的．二、折射率1．物理意义反映介质的的物理量．2．定义光从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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝.3．折射率与光速的关系某种介质的折射率，等于光在中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.4．特点任何介质的折射率都.〖要点剖析〗一、折射定律1．光的方向光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．2.入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．例1(多选)如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是()A．bO可能是入射光线 B．aO可能是入射光线C．cO可能是入射光线 D．Ob可能是反射光线规律方法1在反射、折射现象中，光路都是可逆的.2光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化.二、折射率1．关于正弦值当光由真空射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．2．关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．3．光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝eq\f(c,v)，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．4．决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．例2如图所示，光线以入射角θ1，从空气射向折射率为n＝eq\r(2)的玻璃表面．(1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？(2)当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？规律方法处理光的折射问题的一般思路(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、折射角均是光线与法线的夹角．(3)利用折射定律、折射率公式列式求解．〖课堂达标〗1．(多选)关于折射率，下列说法正确的是()A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C．两种介质相比较，折射率小的介质折光性较差D．任何介质的折射率都大于12．(多选)如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的C．介质的折射率为eq\r(3) D．反射光线与折射光线的夹角为90°3．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实际存在大气层的情况相比将________(选填“提前”或“延后”)．4．怎样才能叉到鱼？

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁〖知识梳理〗一、分界面进入第2种介质同一平面内两侧成正比eq\f(sinθ1,sinθ2)可逆二、光学性质真空eq\f(sinθ1,sinθ2)真空eq\f(c,v)大于1〖要点剖析〗例1〖答案〗BD〖解析〗由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线．例2〖解析〗(1)由折射定律有n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，解得sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(1,2)，则θ2＝30°，由反射定律得θ′1＝θ1＝45°，由几何关系可知反射光线与折射光线间的夹角为θ＝105°.(2)当反射光线与折射光线垂直时，θ′1＋θ2＝90°则n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sinθ1,cosθ1′)＝eq\f(sinθ1,cosθ1)＝tanθ1＝eq\r(2)故θ1＝arctaneq\r(2)＝54.74°.〖答案〗(1)105°(2)54.74°〖课堂达标〗1．〖答案〗CD〖解析〗某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对；折射率是衡量材料光学性能的重要指标，C、D对．2．〖答案〗BCD〖解析〗根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，只有B、C、D正确．3．〖解析〗假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．在地球上B点的人们将在太阳到达A′点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB曲线射入在B处的人眼中，使在B处的人看到了日出．但B处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．〖答案〗延后4．〖答案〗如图所示，鱼发出的光从水进入空气，发生折射进入人眼，人眼逆着光线看总认为光沿直线传播，好像光是从鱼的上方发出的，故人看到的鱼在实际位置的上方．所以渔民叉鱼时，总是要向看到的鱼的下方叉才能叉到鱼．4.1光的折射〖学习目标〗1.理解光的折射定律、折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系．2.会根据光的折射定律作出光路图，并能用来解释和计算有关问题．〖知识梳理〗一、折射定律1．光的反射和光的折射(1)光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示．(2)光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光的现象．2．折射定律(1)内容：折射光线与入射光线、法线处在，折射光线与入射光线分别位于法线的；入射角的正弦与折射角的正弦，即＝n12.(2)在光的折射现象中，光路是的．二、折射率1．物理意义反映介质的的物理量．2．定义光从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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝.3．折射率与光速的关系某种介质的折射率，等于光在中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.4．特点任何介质的折射率都.〖要点剖析〗一、折射定律1．光的方向光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．2.入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．例1(多选)如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是()A．bO可能是入射光线 B．aO可能是入射光线C．cO可能是入射光线 D．Ob可能是反射光线规律方法1在反射、折射现象中，光路都是可逆的.2光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化.二、折射率1．关于正弦值当光由真空射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．2．关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．3．光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝eq\f(c,v)，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．4．决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．例2如图所示，光线以入射角θ1，从空气射向折射率为n＝eq\r(2)的玻璃表面．(1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？(2)当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？规律方法处理光的折射问题的一般思路(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、折射角均是光线与法线的夹角．(3)利用折射定律、折射率公式列式求解．〖课堂达标〗1．(多选)关于折射率，下列说法正确的是()A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C．两种介质相比较，折射率小的介质折光性较差D．任何介质的折射率都大于12．(多选)如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知()A．光是从真空射入介质的 B．光是由介质射入真空的C．介质的折射率为eq\r(3) D．反射光线与折射光线的夹角为90°3．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实际存在大气层的情况相比将________(选填“提前”或“延后”)．4．怎样才能叉到鱼？

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁〖知识梳理〗一、分界面进入第2种介质同一平面内两侧成正比eq\f(sinθ1,sinθ2)可逆二、光学性质真空eq\f(sinθ1,sinθ2)真空eq\f(c,v)大于1〖要点剖析〗例1〖答案〗BD〖解析〗由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线．例2〖解析〗(1)由折射定律有n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，解得sinθ2＝eq\f(sinθ1,n)＝eq\f(1,2)，则θ2＝30°，由反射定律得θ′1＝θ1＝45°，由几何关系可知反射光线与折射光线间的夹角为θ＝105°.(2)当反射光线与折射光线垂直时，θ′1＋θ2＝90°则n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(sinθ1,cosθ1′)＝eq\f(sinθ1,cosθ1)＝tanθ1＝eq\r(2)故θ1＝arctaneq\r(2)＝54.74°.〖答案〗(1)105°(2)54.74°〖课堂达标〗1．〖答案〗CD〖解析〗某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对；折射率是衡量材料光学性能的重要指标，C、D对．2．〖答案〗BCD〖解析〗根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)，只有B、C、D正确．3．〖解析〗假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所