湖北省丹江口市高中物理 第十三章 光 第一節(jié) 光的反射和折射 光的折射（2）課件 新人教版選修34.ppt

光的折射 海市蜃樓 光到底是什么 17世紀(jì)明確形成了兩大對(duì)立學(xué)說 牛頓 惠更斯 微粒說 波動(dòng)說 19世紀(jì)初證明了波動(dòng)說的正確性 由于波動(dòng)說沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風(fēng) 19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說 光具有粒子性 這里的光子完全不同于牛頓所說的 微粒 光的本性 光既具有波動(dòng)性 又具有粒子性 當(dāng)窄光束由空氣斜射向水面或者玻璃表面時(shí) 光的反射和折射現(xiàn)象是怎樣的 下面的這副畫面 你能解釋它的拍攝光路嗎 通過今天的學(xué)習(xí)后 你是不是明白了呢 一 光的反射和折射 動(dòng)畫演示1 動(dòng)畫演示2 n n 空氣 玻璃 i r o a b 特點(diǎn) 三線共面 分居法線兩側(cè) 界面 法線 入射光線 折射光線 入射角 折射角 a 反射角 1 現(xiàn)象 光從空氣射到玻璃上 在界面上一部分光發(fā)生反射 回到空氣中 另一部分光射入玻璃中 并改變了原來的傳播方向 2 定律 1 反射定律 反射光線與入射光線 法線在同一個(gè)平面內(nèi) 反射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè) 反射角等于入射角 2 折射定律 折射光線與入射光線 法線在同一個(gè)平面內(nèi) 折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè) 又稱為斯涅耳定律 思考 折射角與入射角有什么關(guān)系呢 一 光的反射和折射 在初中已經(jīng)學(xué)過 折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi) 折射光線和入射光線位于法線的兩側(cè) 但是 入射角和折射角之間究竟有什么定量關(guān)系呢 1621年 荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳終于找到了入射角和折射角之間的規(guī)律 斯涅耳 二 光的折射率 入射角i1020304050607080 折射角r6 613 219 525 430 735 338 841 1 i r1 511 511 541 571 631 701 801 95 sini sinr1 511 501 501 501 501 501 501 50 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 n n為常數(shù) 結(jié)論 即 思考 如果將玻璃換成其它介質(zhì) 入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的結(jié)論 光從空氣進(jìn)入玻璃 sini sinr1 511 501 501 501 501 501 501 50 入射角i1020304050607080 折射角r6 613 219 525 430 735 338 841 1 玻璃 水 折射角r7 514 922 128 935 240 64547 8 sini sinr1 331 331 331 331 331 331 331 33 金剛石 折射角r4 18 111 915 418 52122 924 sini sinr2 422 432 422 422 412 422 412 42 可看出 光從空氣 真空 進(jìn)入同一種介質(zhì) 總有入射角與折射角的正弦之比相等 不同介質(zhì)比值不同 思考 如果將玻璃換成其它介質(zhì) 入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的結(jié)論 1 折射定律 1 折射光線 入射光線 法線在同一平面內(nèi) 2 折射光線 入射光線在法線兩側(cè) 3 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 如果用n12來表示這個(gè)比例常數(shù) 就有 二 光的折射率 光從真空中進(jìn)入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí) 入射角的正弦和折射角的正弦之比 2 折射率 光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí) 雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n 但是對(duì)不同的介質(zhì)來說 這個(gè)常數(shù)n是不同的 它是一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量 物理學(xué)中把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí) 入射角與折射角的正弦之比n 叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率 研究表明 光在不同介質(zhì)的速度不同 這也是光發(fā)生折射的原因 3 某種介質(zhì)的折射率 等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比 即 所有介質(zhì)的折射率都大于1 二 光的折射率 不同介質(zhì)的絕對(duì)折射率 酒精1 36金剛石2 42玻璃1 5 1 9二硫化碳1 63水晶1 55水1 33乙醚1 35空氣1 00028 4 對(duì)于折射率應(yīng)從下面幾個(gè)層次來理解 1 在光的折射現(xiàn)象中 折射角隨著入射角的變化而變化 而兩角的正弦值之比是個(gè)常數(shù) 2 對(duì)于不同的介質(zhì) 此常數(shù)的值是不同的 n是一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量 3 介質(zhì)的折射率是由介質(zhì)本身性質(zhì)決定的 它取決于光在介質(zhì)中傳播的速度 二 光的折射率 三 光路是可逆的 光若從介質(zhì)進(jìn)入真空 則 1是指真空中的折射角 注意 本節(jié)小結(jié) 1 折射定律 2 折射率 1 角度關(guān)系 n n n 從真空進(jìn)入介質(zhì) 從介質(zhì)進(jìn)入真空 1 共面 兩側(cè) 2 方向關(guān)系 2 速度關(guān)系 n 3 物理學(xué)的研究方法 實(shí)驗(yàn)研究 i r 思考 光線從空氣中以入射角i射在玻璃磚的上表面上 穿過玻璃磚后 又射入空氣中 如果玻璃磚的上下表面是平行的 求光線從玻璃磚射出后的傳播方向的特點(diǎn) 單色光經(jīng)玻璃磚后 側(cè)移而傳播方向不變 玻璃是一種透明介質(zhì) 光從空氣入射到玻璃的界面上會(huì)發(fā)生折射 如何把玻璃的折射率測(cè)出來 四 知識(shí)應(yīng)用1實(shí)驗(yàn)演示 測(cè)玻璃磚的折射率 實(shí)驗(yàn)器材 玻璃磚 白紙 大頭針若干 鉛筆 直尺 量角器等 實(shí)驗(yàn)原理 1 根據(jù)折射率的定義 要測(cè)折射率 必須知道與一個(gè)折射現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的折射角和入射角 空氣 玻璃 i r 界面 法線 實(shí)驗(yàn)過程 演示 四 知識(shí)應(yīng)用2觀察水中的魚 假設(shè)地球表面不存在大氣層 那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比 a 將提前b 將延后c 在某些地區(qū)將提前 在另一些地區(qū)將延后d 不變 四 知識(shí)應(yīng)用3大氣對(duì)光的折射 演示 例1 光線以30 的入射角從玻璃射向空氣 它的反射光線與折射光線成90 夾角 則玻璃的折射率為 五 例題與練習(xí) 光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2 122 108m s 當(dāng)光線以30 入射角由該介質(zhì)射入空氣時(shí) 折射角為多少 例2 45 練習(xí) 1 光線從空氣中射入折射率為4 3的水中 已知光線與水平面夾角為37度 求光在水中的折射角為多少 速度為多少 sin37 0 6 sin53 0 8 2 如圖所示 三棱鏡的頂角是30度 光線