1、4.1光的折射定律,人接收的信息有90来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界.,渔民叉鱼的经验告诉了我们,光由空气进入水中时方向发生了偏折.,光到底是什么？,牛顿,惠更斯,微粒说,波动说,这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”,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,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,17世纪明确形成了两大对立学说,19世纪初证明了波动说的正确性,光既具有波动性，又具有粒子性光的波粒二象性,反射定律:反射光线与入射光线、法线处在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角.,光 的 本 性,光的
2、折射,光束由空气斜射向玻璃表面时,入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?,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,并改变了原来的传播方向.,光从一种介质射入到另一介质时，传播方向发生改变，这种现象叫做光的折射,空气,玻璃,N,N,A,O,B,i,:入射光线和法线的夹角入射角,r,:折射光线和法线的夹角折射角,折射定律,斯涅耳,初中学过,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分居法线的两侧,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
3、射角之间的规律.,1、折射定律： （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）,入射角的正弦与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、反射、折射光路是可逆的,问：这时如何求折射率？,光路是可逆的，当光从某介质射入真空时，入射角的正弦和折射角的正弦之比等于该介质折射率的倒数。,空气,玻璃,i,r,界面,法线,折 射 率,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,叫做这种介质的折射率.,研究表明,光在不同介质的速度不同,这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
4、速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比.即：,所有介质的折射率都大于1,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。,从正上向下看,观察水中的鱼,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. 不变 D.在某些地区将提前,在另一些地区将延后,应用2：,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. 不变 D.在某些地区将提前,在另一些地区将延后,应用2：,有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳,二、折 射 率的意义,对于折射率应从下面几个层
5、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.n大的称光密介质,n小的称光疏介质.,3、介质的折射率是由介质本身性质决定的它取决于光在介质中传播的速度,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？,三、测量介质的折射率,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:,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的数值。,空气,玻璃,i=?,r=?,界面,法线,太阳发出的光，照
6、亮了地球，使万物生辉。17世纪以前，人们一直认为白色是最单纯的颜色。直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳发生了色散，这才揭开了光的颜色之谜。,对光的色散的解释,让一束太阳光照射到三棱镜上。从三棱镜射出的光有什么变化？,演示 色散,太阳光,太阳光中的红光偏折最小，紫光的偏折最大。,太阳光（白光）不是单色光，是由各种色光混合而成的。,结论,太阳光通过三棱镜后，被分解成各种颜色的光，这种现象叫做光的色散。,太阳光（白光）是由 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 七种单色光混合而成的。,概念,彩虹是太阳光传播中被空中水滴色散而产生的。（不同颜色的光在同一种介质中的折射率不同）,天空中的彩虹是怎样
7、产生的？,分解太阳光,通过此实验，仍然能够得出太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光混合而成。,练习： 1、光线从空气中射入折射率为4/3的 水中,已知光线与水平面夹角为37度, 求光在水中的折射角及速度各为多少? (sin37=0.6,sin53=0.8),2、在一个宽60cm,深度为40cm的玻璃 水槽中装满水,一条光线挨着槽壁上 沿射入水中,刚好折射到槽底部中间O 点,则光线射入的入射角是几度?,3、如图所示，三棱镜的顶角是30度, 光线从AB面垂直射入,由AC面射出,测 得出射光线与入射光线的夹角为30度, 则该三棱镜的折射率为多少?光在玻 璃中的速度为多少?,4、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？,45,5、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_？,i,r,6、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.能不能求出侧移量呢？,
