【物理】光的折射 课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、4.1 光的折射物理人教版（新教材）选择性必修第一册界面界面入射光线入射光线反射光线反射光线法线法线入射角反射角光的反射光的反射：光被两种介质的界面反射回原来的介质中 1、反射光线与入射光线、法线在同一平面2、反射光线和入射光线分居法线两侧3、反射角等于入射角光路可逆一、一、光的反射定律光的反射定律光的折射现象光的折射：光从一种介质光的折射：光从一种介质斜射斜射入另一种介质时，传播入另一种介质时，传播方向发生改变的现象方向发生改变的现象光的折射规律1、折射光线、入射光线、法线在同一平面内2、折射光线和入射光线分居法线两侧3、当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角 玻璃4、当光从玻璃斜射入空

2、气中时，折射角大于入射角 5、当入射角增大时，折射角也随着增大 二、二、光的折射定律光的折射定律 斯涅耳入射角与折射角有什么入射角与折射角有什么定量关系呢？关系呢？1621 年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了两者年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了两者之间的关系，并把它总结为之间的关系，并把它总结为光的折射定律光的折射定律（refraction law）：）：6、入射角的正弦和折射角的正弦成正比=n12比例常数斯涅耳定律光的折射定律光的折射定律 入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦

3、与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，即折射角的正弦成正比，即:光的折射定律的说明：光的折射定律的说明：（1）折射现象中光路是可逆的；折射现象中光路是可逆的；（2 2）光的传播方向）光的传播方向:光从一种介质进入另一种介质时光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生传播方向一般要发生变化。并非一定变化变化。并非一定变化,当光垂直界面入射时当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。传播方向就不发生变化。（3 3）光的传播速度）光的传播速度:光从一种介质进入另一种介质时光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变传播速度一定发生变化化,当光垂直界面入射时当光垂直

4、界面入射时,光的传播方向虽然不变光的传播方向虽然不变,但也属于折射但也属于折射,光传播的速光传播的速度发生变化。度发生变化。说明：说明：（1 1）n n的大小的大小与与1 1和和2 2无关，无关，与介质和入射光的频率有关，与介质和入射光的频率有关，对于对于确定的介质，确定的介质，n n是定值，不能说是定值，不能说n nsinsin1 1或或n n1/sin1/sin2 2，（2 2）折射率）折射率无单位，无单位，任何介质的折射率任何介质的折射率皆大于皆大于1 1。2.定义式:三、三、折射率折射率1.定义：光从真空真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射

5、率，简称折射率。用符号 n 表示。ncv=（3 3）折射率折射率反映介质对光的偏折作用，反映介质对光的偏折作用，n n越大光线偏折越厉害。越大光线偏折越厉害。(4)(4)光从一种介质进入另一种介质时光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系折射角与入射角的大小关系不要一概而论不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。要视两种介质的折射率大小而定。(5)(5)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于入射角大于折射角折射角,当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时,入射角入射角小于折射

6、角。小于折射角。几种介质的折射率：介质介质折射率折射率金刚石金刚石2.42二氧化碳二氧化碳1.63介质介质折射率折射率岩盐岩盐1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空气空气1.00028真空的折射率为 1，空气的折射率近似为 1正误判断正误判断(1)(1)光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。（光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。（）(2)(2)介质的密度越大介质的密度越大,其折射率一定也越大。其折射率一定也越大。（）(3(3)光从真空斜射入任何介质时光从真空斜射入任何介质时,入射角均大于折射角。入射角均大于折射角。(4)(4)折射定律是确

7、定折射光线位置的规律。折射定律是确定折射光线位置的规律。（）(5)(5)光的折射率随入射角增大而增大。光的折射率随入射角增大而增大。（）（）例例1 1.(多选多选)关于光的反射与折射关于光的反射与折射,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.光发生反射时光发生反射时,光的传播方向不一定改变光的传播方向不一定改变B.B.光发生反射时光发生反射时,光的传播方向可能偏转光的传播方向可能偏转9090C.C.光发生反射时光发生反射时,光的传播方向一定改变光的传播方向一定改变D.D.光发生折射时光发生折射时,一定伴随着反射现象一定伴随着反射现象解析光发生反射时,光的传播方向一定发生改变,且可以改变90

8、,A项错,B、C两项对;发生折射时,一定伴随着反射现象,但有反射现象,不一定有折射现象,D项对。答案BCD例例2 2、光线以、光线以3030的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成与折射光线成9090夹角，则玻璃的折射率为多少？夹角，则玻璃的折射率为多少？ri玻璃玻璃空气空气 例例3.3.光线以光线以6060的入射角从空气射入玻璃中的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂折射光线与反射光线恰好垂直。直。(真空中的光速真空中的光速c=c=3 3.0100108 8 m/s)m/s)(1)(1)画出折射光路图画出折射光路图;(2)(2)求出玻璃

9、的折射率和光在玻璃中的传播速度大小求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度大小;(3)(3)当入射角变为当入射角变为4545时时,折射角的正弦值是多大折射角的正弦值是多大?(4)(4)当入射角增大或减小时当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化玻璃的折射率是否变化?解析(1)由题意知入射角1=60,反射角=60,折射角2=180-60-90=30,光路图如图所示。(4)折射率不会变化,折射率由介质和入射光线的频率决定,跟入射角的大小无关。比实际物体位置偏上，看起来比实际深度浅。想一想：水下的鱼看起来比实际的深度深还是浅？想一想：水下的鱼看起来比实际的深度深还是浅？高高水看到的气球在折射光线的反

10、向延长线上.空气在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？三、实验测玻璃折射率：1.实验原理：空气空气玻璃玻璃 i=?r=?界面界面法线法线2.实验器材：玻璃砖、白纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器3.实验过程：ir 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。1234思考思考1 1：人们看水中的物体为什么位置偏上：人们看水中的物体为什么位置偏上？从上向下看从上向下看,是否正上方？是否正上方？偏向观察者请解释：请解释：水中的筷子为什么看起来变弯了水中的筷子为什么看起来

11、变弯了PP请解释：请解释：水中的筷子为什么看起来变弯了水中的筷子为什么看起来变弯了思考思考2 2：井中的青蛙看岸上的物体的位置偏向：井中的青蛙看岸上的物体的位置偏向哪里？哪里？是否正上方？是否正上方？偏向上方。偏向观察者。井中的青蛙看井口井中的青蛙看井口的宽度是偏大还是的宽度是偏大还是偏小？偏小？偏小。例：如图所示，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

12、青蛙能看到更多的星星D两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B思考思考2 2：假设地球表面不存在大气层：假设地球表面不存在大气层,那么人们那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比,A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后C.C.在某些地区将提前在某些地区将提前,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.D.不变不变SS有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳思考思考2 2：假设地球表面不存在大气层：假设地球表面不存在大气层,那么人们那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比,A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后C.C.在某些地区将提前在某些地区将提前,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.D.不变不变答案：答案：B B精品ppt思考思考3 3：为什么光经过三棱镜会变为七彩颜色的：为什么光经过三棱镜会变为七彩颜色的光？光？白色的光实际上是由各种单色光组成的复色光。各种单色光对玻璃的折射率是不一样的。复色光通过透明介质以后分解成单色光的现象叫做色散。