4.1光的折射 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

第节1光的折射高中物理选择性必修第一册第四章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.通过实验探究，理解折射率的概念和光的折射定律。3.会测量玻璃等材料的折射率，通过实验体会光线模型的构建过程。学习目标引入筷子“折断”是不是光的反射呢？如果不是，那么它们属于哪种现象呢？山峦在湖泊中的倒影是光的反射现象加水光的折射介质1介质2光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫作光的反射；另一部分光会进入第2种介质，这个现象叫作光的折射。光在反射时遵从反射定律，光在折射时遵从什么规律呢？1.基本概念法线：过入射点和界面（两种介质的分界面）垂直的直线。入射角：入射光线与法线的夹角。折射角：折射光线与法线的夹角。一、折射定律介质1介质2入射光线折射光线NON'法线

介质1介质2入射光线折射光线NON'法线空气水或玻璃

入射角

折射角NON'3.对折射定律的理解（1）当入射光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角。空气水或玻璃NN'（2）当入射光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。

入射角

折射角O（3）当入射角增大时，折射角也随着增大。

空气水或玻璃NN'入射角折射角O空气水或玻璃NN'O（4）在光的折射现象中，光路是可逆的。

二、折射率3.下表列出了几种介质的折射率。4.由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，因而任何介质的折射率n都大于1。例.一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为

i1，折射角为r1。在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点。光线ED的入射角为

i2，折射角为r2，如图所示。

例.一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。

三、测玻璃砖的折射率(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′.(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者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及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向．(6)连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角．(7)用上述方法测出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角．

(2)单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法．①以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH，过E′作NN′的垂线E′H′，如图所示．②由图中关系sinθ1＝

，sinθ2＝

，OE＝OE′＝R，则n＝

只要用刻度尺测出EH、E′H′的长度就可以求出n.本课小结

当堂检测

2.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：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2～3mm，θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角，可知θ1、θ2均很小。由数学知识知：sinθ1≈tanθ1=

，sinθ2≈tanθ2=

由折射定律得：n=

=

=

，得h=

即他感觉到的小鱼的深度为

。3.如图所示的装置可以测量棱镜的折射率。ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的顶角为α，紧贴直角边AC放置一块平面镜。一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，当SO与AB成β角时，从AB面射出的光线与SO重合。（1）画出光线SO进入棱镜的折射光线；（2）求出棱镜的折射率