1、4.1 光的折射定律,i,r,折射光线,入射光线,反射光线,一、折射角与入射角的定理关系,折射角,入射角,反射角,1.光的反射:光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时,一部分光返回到第1种介质的现象。,(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,O,A,B,2.光的反射定律, 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,3.光的折射:光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时,另一部分光进入第2种介质的现象。,i,r,折射光线,入射光线,折射角,入射角,4.光的折射定律,5.在光的反射和折射现象中
2、,光路是可逆的,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,光由空气射入玻璃时入射角i和出射角r的数值表:,光的反射和折射,入射角的正弦和折射角的正弦成正比,斯涅耳定律,空气-水 n 大于 1 水 -空气 n 小于 1,比例常数,光的反射和折射,(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1和2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。,2.强调说明:,折射率,1.定义式:,物理意义-反映介质对光的折射
3、能力的小大,二、折射率的意义,几种介质的折射率:,真空本身的折射率 = 1,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之比:,(n1),研究表明: 光在不同介质中的速度不同,这正是发生折射的原因。,折射的原因,思考: 若光从介质1射入介质2(二者都不是真空),可能有几种折射情况?此时它们间折射率如何计算?,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,
4、玻璃,i=?,r=?,界面,法线,解释现象,P,弯折的筷子,四、对折射现象的解释,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,在另一些地区将延后 D.不变,有大气,看到太阳更早没有大气,将迟一些看到太阳,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
5、念,彩虹是太阳光传播中被空中水滴色散而产生的。,天空中的彩虹是怎样产生的?,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。,如图所示,一储油桶,底面直径与高均为1m。当桶内无油时,从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时,由点A沿方向AB看去,看到桶底上的点C,两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。,O,例题,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:,例题,1.下面哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况?,A,B,C,D,答案:C,空气,玻璃,五、练习,2.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?,五、练习,解析:,3.斜插入水中的筷子与竖直方向成45角,由空气中向下观察,看到筷子在水中的部分与竖直方向成的角度为,则( )A.45B.45C.=45D .条件不足,无法判断,B,五、练习,海市蜃楼,