物理：13.1《光的折射和反射》课件(新人教版选修3-4).ppt

1、知识导航 本章讲的光可分为两部分即几何光学和物理光学几何光学根据光的直线传播、光的反射定律、光的折射定律研究光学知识；物理光学研究光的本性，学习光的干涉、衍射、偏振、色散现象，从波的角度认识光并讨论一些与光的本性有关的实例 本章的重点是光的折射定律，全反射概念及各种光路图的作法难点是双缝干涉实验和全反射现象,学法指导 (1)本章始终贯穿一个模型“光线”，引入光线，能形象地表示出光的传播路径和方向，作出光路图可以把光问题转化为几何问题，便于研究 (2)通过机械波的学习，使我们知道干涉现象和衍射现象是波特有的现象本章内容的特点是绝大多数的现象在生活中不易被感知，要类比机械波的特点和规律来掌握光的波

2、动学说的理论，形成完整的知识体系,考纲须知,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？,1光射到两种介质的界面上时，一部分返回原来介质的现象叫 ，另一部分进入另一介质，这种现象叫 2光的反射和折射遵循的规律分别叫在反射和折射现象中， 是可逆的 3光从 射入某种介质发生折射时，入射角1的 与折射角2的 之比，叫该介质的绝对折射率，简称折射率用 表示即：n.,光的反射,光的折射,光的反射定,律、光的折射定律,光路,真空中,正弦,正弦,n,反射定律：反射光线在入射光线和法线所决定的平面内，它与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角 说明：入射光线、反射光线

3、与法线必共面.,如图所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来介质，即反射线OB.另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线 实验证明，折射光线仍在入射面内，与入射光线分居法线两侧，折射光线与法线的夹角称为折射角(r),特别提醒： 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，当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化.,(1)内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧入射角的正弦与折射角的正弦成正比 (2)折射率：光从真空斜射入某种介质发生折射时，入

4、射角i的正弦跟折射角r的正弦之比n，叫做这种介质的折射率：,特别提醒： 折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中传播速度v之比，即n 折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的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,不同介质折射率不同，而它们的密度也往往不同，那么介质的折射率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越大，其折射率就越大？ 解析：介质的折射率与介质的密度没有必然的联系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小.,演 示 文 稿 1 2 3 后 等,不朽凡人 邪圤夻,(1)常规思路 根据题意画出正确的光

5、路图 利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线的夹角 利用折射定律、折射率公式列式求解,(2)玻璃砖对光的折射问题 常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖对于半圆形玻璃砖若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图甲所示，光线只发生一次偏折对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移,特别提醒： 画光路图时应注意的问题 (1)光路是可逆的 (2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上 (3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折,如图所示，一条光线由空气射到半圆玻璃砖

6、表面的圆心处，玻璃砖的半圆表面上(反射面)镀有银，则图示几个光路图中，能正确、完整地表示光线行进过程的是 (),答案：C 解析：在圆心处发生折射和反射，进入半圆表面后沿原路返回，光从玻璃射向空中时在界面上发生反射和折射,如图所示，M、N为两个平面镜，S点为一发光点，P和S点均在纸面内由S点发出的一条光线先经平面镜M反射再射向平面镜N，经平面镜N反射后通过P点试画出这条光线的光路,解析：根据像和物关于平面镜对称的规律，先找出S点在平面镜M中的虚像S1点，如图所示，虚像S1对于平面镜N而言相当于发光点，再找出S1在平面镜N中的虚像S2，连接S2P，交平面镜N于D2点，连接D2S1交平面镜M于D1，

7、连接SD1，则光线SD1、D1D2、D2P即为所要作的光线,如图所示，S为点光源，MN为平面镜(1)用作图法画出通过P点的反射光线所对应的入射光线；(2)确定其成像的观察范围,解析：这是一道关于平面镜成像问题的考题，主要考查对平面镜成像规律的认识，平面镜成像的特点是：等大正立的虚像方法是先确定像点的位置，然后再画符合要求的光线以及与之对应的入射光线,(1)先确定S对应的像S，连接PS与MN交于Q点，Q点即是过P点的反射点连接SQ即得对应的入射光线，如图甲所示 (2)由对称性确定S后，过S连接MN两端点的边界光线SM和SN，此区域即为像点S的观察范围，如图乙所示.,光在某种介质中的传播速度是1.

8、73108m/s，要使光由这种介质射入空气时折射光线与反射光线成90夹角，求入射角,答案：30 点评：根据题意，正确作出光路图，明确入射角、反射角、折射角间的关系是解答此题的关键,答案：60,在新世纪来临之际，我国天文工作者通过计算确定了我国新世纪第一道曙光的到达地浙江省温岭的石塘镇(天文学规定：太阳上边缘发出的光线与地球相切于A点的时刻，就是A点的日出时刻，如图所示)但由于地球大气层的存在，光线会发生折射，因此地球上真实看到日出的时刻与天文学规定的日出时刻有所不同,已知：地球平均半径为6371km，日地距离约为1.5108km，假设A点为石塘镇，地球大气层厚度约为20km，若认为大气层是均匀

9、的，且折射率为1.00028，则由于大气层的存在，石塘镇看到真实日出的时刻比天文学规定的第一道曙光到达要 () A提前5h B提前50s C推迟5s D推迟50s,解析：根据题意作出示意图如图所示，其中A点表示石塘镇，DF，BG为太阳的第一道曙光，由图可知，如果没有大气层，那么，A点只有等到地球转到B点时才能看到第一道曙光，然而，由于大气层的折射，在A点就可以看到曙光 由此可见，石塘镇的第一道曙光会提前出现,答案：B 点评：这是一道光学知识应用能力题，要求用光的折射定律解释地球上真正看到日出的时刻与天文上规定的日出时刻有所不同的物理现象,井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)两井底部各有一只青蛙，则() A水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 B枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星 C水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星 D两只青蛙觉得井口一样大，睛天的夜晚，水井中的青蛙能看