高二物理选修3-4 光的折射 ppt.ppt

1、13.1 光的折射,光到底是什么？,17世纪明确形成了两大对立学说,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,19世纪初证明了波动说的正确性,由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风,19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说：光具有粒子性,这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”,光的本性,光既具有波动性，又具有粒子性,光的反射现象,定义：光从一种介质射入另一种介质时，在界面上有一部分光会返回原介质的现象。,（1）反射光线、入射光线和法线同平面,（2）反射光线和入射光线分居法线两侧,（3）反射角和入射角相等,光路可逆,反射定律：,实验演示,当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入

2、射光的反射和折射现象是怎样的？下面的这副画面，你能解释它的拍摄光路吗？看过动画演示后，你是不是都明白了呢？,实验演示,结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发生反射回到空气中；另一部分光射入玻璃中，原来的传播方向发生改变,光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象,空气,玻璃,N,N,A,O,B,1,入射光线和法线的夹角入射角,2,折射光线和法线的夹角折射角,一：光的折射定律, 折射光线、入射光线、法线在同一平面内, 折射光线和入射光线分居法线两侧,入射角、折射角有什么关系呢 ？,当光从空气斜射入水或玻璃 中时，折射角小于入射角,当入射角增大时，折射角也随着增大,当光从水或玻璃斜射

3、入空气中时，折射角大于入射角,人类经历了一千多年的时间， 从积累的入射角i和折射角r 的数据中寻求两者之间的定 量关系。,折射定律,在初中已经学过，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位于法线的两侧，但是，入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢？1621年，荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的规律,斯涅耳,（1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线，入射光线在法线两侧,（3）入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，如果用n 来表示这个比例常数，就有：,光的折射定律（斯涅耳定律）,2、折射光路是可逆的,二：折射率,光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的

4、正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的，它是一个反应介质光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比n，叫做这种介质的绝对折射率,研究表明，光在不同介质的速度不同，这也是光发生折射的原因,某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,所有介质的折射率都大于1,对于折射率应从下面几个层次来理解,1、在光的折射现象中，折射角随着入射角的变化而变 化，而两角的正弦值之比是个常数,2、对于不同的介质，此常数的值是不同的n是一个反应介质光学性质的物理量,3、介质的折射率是由介质本身性质决定的.它取

5、决于光在介质中传播的速度,二：折射率,问题：,玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？,实验：测玻璃砖的折射率,实验器材：,玻璃砖,白纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器,实验原理：,1、根据折射率的定义：,要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射角和入射角。,空气,玻璃,i=?,r=?,界面,法线,实验过程：,应用1：,人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。,o,o1,从上向下看,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存在大气层的情况相比,应用2：,A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变,有大气时看到太阳更早,没有大气时将迟一些看到太阳,蒙气差现象,小结,(1）折射率-是光从真空射入某种介质中时的折射率,（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对 于确定的介质，n是定值，不能说 nsini或n1/sinr,（3）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。,强调说明：,例：光线以30的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90 夹角，则玻璃的折射率为_？,光在某种介质中的传播速度是2.122108m/s ，当光线以30入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？,例：,45,i,r,例：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的