1、第一节 光的折射（第1课时）,第十三章 光,引入：光的反射现象,光被两种介质的界面反射回原来的介质中,光路可逆,（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,平面镜成像特点：虚像正立 等大左右相反以镜面对称,平面镜成像作法：定律法对称法,推论：反射光线的反向延长线通过像点,i,r,一、折射定律光从一种介质进入另一种介质时，传播方向（速度）发生改变的现象。,折射光线,入射光线,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 ？,惠更斯原理,光波属于电磁波，传播不需介质
2、。 在真空（空气）传播速度最大，C=3108m/s,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。,入射角的正弦和折射角的正弦成正比,空气-水 n 大于 1 水-空气 n 小于 1,折射光路是可逆的 ：,一、对光的折射现象的理解 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)，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 2光的速度 光从一种介质进入另一种介质时，速度一定变化，当光垂直
3、界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化,3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发生折射时，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关系而定 4折射光的能量 入射角增大，折射角也随之增大，折射光线的能量将随之减小,swf,swf2,swf3,4、折射率,（1）折射率-是光从真空射入某种介质中 时的折射率(光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率相对折射率在高中不作要求 ),（2）n的大小与介质及光的频率有关，与1和2无关，对于确定的介质，n是定值，不能说nsin1或n1/sin2,
4、（3）折射率无单位 任何介质的折射率皆大于1。,强调说明：,定义式:,同一介质对不同的色光n不同。,某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比：,（n1）,光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。,研究表明：,例,如图一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点C，两点距离d/4求油的折射率和光在油中传播的速度。,G,O,因底面直径和桶高相等,由此可知AOF= ABG=450,又OD=2CD,油的折射率,光在油中的传播速度,解:,课堂小结：,光的折射,光的折射,折射率n
5、,1.反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害2.定义式 n光从真空中进入介质（ 1/n 光从介质进入真空）3.决定式: n= c/v ( n1),相对折射率、绝对折射率,光的折射定律,三线共面,常数,sin1 / sin2,sin1 / sin2,sin1 / sin2,二、对折射率的理解 1物理意义 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，由n 可知；当1一定时，n越大，2越小，此时光线的偏折角12就越大，即n越大，光线的偏折角度就越大（折射角越小）,2决定因素 折射率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，“折射率与入射角的正弦成正比”的说法和“折射率与折射角
6、的正弦成反比”的说法都是错误的,3大小特点(决定式) 介质的折射率跟光在其中的传播速率的关系是：n ，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，所以任何介质的折射率都大于1.光从真空斜射向任何其他介质时，入射角都大于折射角,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。,从上向下看,空中看鱼，看的不是鱼，是鱼的像，像比鱼浅,水中看云，看的不是云，是云的像，像比云浅高,h视深=H实/n , 同理: h视高=nH实,第二课时,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, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区
7、将延后 D.不变,(B),?,应用2,有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳,返回,没有大气,有大气,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 ？,r=600, i=300,n=sinr/sini,例：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？,45,V= 2.122108m/s, c= 3108m/s, i=?, r=?,n=c/v=sini/sinr ,i,r,例：光线从空气中以入射角i射在玻璃 砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入 空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行 的，求
8、光线从玻璃砖射出后的传播方向。,单色光经玻璃砖后，侧移而传播方向不变,偏侧=？,学生实验： 测玻璃砖的折射率,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,实验器材：,玻璃砖,白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器,实验过程：,插针法,1,M,实验步骤：,1.把一张白纸固定在木板上 2. 在白纸上画一条直线aa代表两种介质的界面，过aa上的一点O画出界面的法线NN，并画一条线段AO作为入射光线,3把长方形的玻璃砖放
9、在白纸上，使它的一个长边跟aa对齐，并画出玻璃砖的另一长边bb.,4在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2. 5在玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线的方向直到P1的像被P2的像挡住；再在bb一侧插上两枚大头针P3、P4，使P3能挡住P1、P2的像，P4能挡住P1、P2的像及P3本身,6移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置过P3、P4作直线OB交bb于O，连接O、O，OO就是玻璃砖内折射光线的方向，AON为入射角1，OON为折射角2.,7用量角器量出入射角1和折射角2的度数，查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里,3大头针应竖直地插在
10、白纸上，且玻璃砖每一侧的两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应大一些，以减小确定光路方向时造成的误差 4实验时，入射角1不宜过小，否则会增大测量角度的误差；入射角也不宜过大，因入射角太大时，折射光线太弱 5为减小实验误差，要改变入射角，重复实验，所以应将每次实验所得的插孔进行编号，以免造成混乱 6玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上，若宽度太小，则测量误差较大,1(2010年郑州质检)如图1313所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处，若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出( ) Ab的下方 Bb的上方 Cb处 D无法确定,图1313,解析：选C.人眼看到的是鱼的虚
11、像，鱼发出的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当激光从a向b发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上,如图所示，半圆玻璃砖的半径R10 cm，折射率为n ，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i30射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑求两个光斑之间的距离L.,【答案】 23.1 cm,2如图所示，红色细光束a射到折射率为 的透明球表面，入射角为45，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角 为( ) A30 B45 C60 D75,解析：选A.由折射定律有 ，得折射角30.画出光路图，由几何关系知，夹角30，A正确,=
12、(450-)+/2, 30,反射对称性，光路可逆性,图1319,BC,1若某一介质的折射率较大，那么( ) A光由空气射入该介质时折射角较大 B光由空气射入该介质时折射角较小 C光在该介质中的速度较大 D光在该介质中的速度较小,D,5如图13113所示，一根竖直插入水中的杆AB，在水中部分长1.0 m，露出水面部分长0.3 m，已知水的折射率为4/3 ，则当阳光与水平面成37角时，杆AB在水下的影长为多少？,某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa与bb不平行，如图13124所示，则( ) AAO与OB两条直线平行 BAO与
13、OB两条直线不平行 C他测出的折射率偏大 D他测出的折射率不受影响,n=sin1/sin2= sin4/sin3 aa与bb不平行,则NN与MM不平行 则32，因此14 ,AO与BO不平行 但不影响结果,BD,2某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射、折射、出射光线后，以入射点O为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度，如图13125所示，则下面四个表达式中，正确地表达折射率的关系式是( ) AnAB/CD BnAB/EF CnBO/OC DnBO/CF,B,7某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与
14、所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大头针P1和P2，在另一侧再先后插两枚大头针P3和P4，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P4、P3和P2、P1的像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，如图13130所示 (1)画出沿P1、P2连线方向的入射光线的光路图，并标出入射角1和折射角2. (2)写出计算玻璃折射率的公式,9如图13116所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60.已知光线在玻璃内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行此玻璃的折射率为( ) A. 2 B1.5 C. 3 D2,光路可逆性 反射光路对称性,E,F,AECF,AE、CF以BD对称。 角=600=2BAO,11空中有一只小鸟，距水面3 m，其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它多少米？鱼看天上的鸟离它多少米？,1.h视深=H实/n=3m 所以：距鸟H1=6m,2.h视高=H实n=4m 所以：距鱼H2=8m,12(2010年济宁模拟)有一腰长是16 cm的等腰直角三棱镜，为了测定它的折射率，先把三棱镜的一个端面放在铺好白纸的桌面上，用铅笔画出它的轮廓线ABO，如图13118所示，从OB上的C点观察A棱，发现A棱的位置在OA的D处，测得OC12 cm，OD9 cm.求： (1)此三棱镜的折射率； (2)光在三棱镜中传播的速度,1,2,1,2,再见,
