4.1光的折射导学案 -江苏省南通市海安市实验中学2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

4.1光的折射【学习目标】1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系，并会进行相关计算．【重难点】折射率的理解和计算【课堂导学】一、折射定律1．光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的_______时，一部分光_______到第1种介质的现象．(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在_______内，反射光线与入射光线分别位于______________；反射角入射角．2．光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的_______时，一部分光_______第2种介质的现象．例1.如图所示，某同学记录了光线在空气和某介质的分界面上发生的光路变化，则分界面是：入射光线是：法线是：反射光线是：折射光线是：【演示实验】完成表格入射角θ1(°)折射角θ2(°)θ1020304050607080(2)折射定律折射光线与入射光线、法线处在_______内，折射光线与入射光线分别位于__________；__________与_________成正比，即eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(式中n12是比例常数)．(3)在光的折射现象中，光路是_______的．思考：光从一种介质进入另一种介质时,传播方向是否一定变化？例2.图是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，指出哪些情况是可能发生的，哪些情况是不可能发生的?二、折射率1．定义光从真空射入某种介质发生折射时，______________与______________之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).2．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＝eq\f(c,v)3．理解（1）由于c＞v，故任何介质的折射率n都_______(填“大于”“小于”或“等于”)1（2）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，n是定值。光以相同入射角从真空射入玻璃和水中，大体上画出其折射光线。（3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越光线偏折越。判断：如图所示是光线以相同的入射角从空气射入三种不同介质时的折射情况，则在三种介质中光的传播速度最小的是（）三、应用光的折射定律例3.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直(真空中的光速c＝3×108m/s)．(1)画出折射光路图．(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度．(3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值等于多大？(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？例4.为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个小孔。假定坦克壁厚20cm，孔左右两边的距离为30cm。孔内安装一玻璃，厚度与坦克壁厚相同，ABCD为玻璃的截面，如图所示。用一束激光从A点与水平方向成37°射入玻璃，恰好从CD边中点射出，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求:（1）玻璃的折射率（2）坦克内的人从AB中点向外观察能看到的外界角度范围。（3）坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大？练习.如图所示，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距求：(1)油的折射率；(2)光在油中传播的速度大小；【课堂评价】1．关于折射率，下列说法正确的是（）A.根据sinθB.根据sinθC.根据n=D.以上说法都不正确2．如图是光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速．3．如图所示，光束沿BO方向从某种介质射向空气，折射光线沿OA方向。下列说法正确的是（）A.此介质的折射率为sinB.这束光从介质进入空气后频率会增大C.这束光从介质进入空气后波长会增大D.随着入射角θ2增加，光线OA4．如图所示，在空气中有一直角棱镜ABC，∠A＝30°，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为45°，垂直于BC边射出，则该棱镜的折射率为（）A．eq\f(\r(2),2)B．eq\r(2)C．1.5D．eq\r(3)5．如图所示，一束红光和一束紫光平行入射到三棱镜上，经棱镜折射后，交汇在屏上同一点．下列判断中正确的是（）A．a为紫光，b为红光，a光在棱镜中的速率小B．a为紫光，b为红光，b光在棱镜中的