高二光的折射

1、光的折射度尾中學高二物理組 當窄光束由空氣斜射向玻璃表面時，入射光的反射和當窄光束由空氣斜射向玻璃表面時，入射光的反射和折射現(xiàn)象是怎樣的？折射現(xiàn)象是怎樣的？實驗演示實驗演示 結論：光從空氣射到玻璃上，在界面上一部分光發(fā)結論：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了原來的傳播方向 光從一種介質(zhì)射入到另一介質(zhì)時傳播光從一種介質(zhì)射入到另一介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射ir空氣空氣玻璃玻璃nnaobi入射光線和法線的夾角入射光線和法線的夾角入射角入

2、射角r折射光線和法線的夾角折射光線和法線的夾角折射角折射角折射定律折射定律12空氣空氣玻璃玻璃nnaob 在初中已經(jīng)學過，折射光線在初中已經(jīng)學過，折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，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折射光線和入射光線位于法線的兩側，但是，入射角和折射角之兩側，但是，入射角和折射角之間究竟有什么定量關系呢？間究竟有什么定量關系呢？16211621年，荷蘭數(shù)學家斯涅耳終于找到年，荷蘭數(shù)學家斯涅耳終于找到了入射角和折射角之間的規(guī)律了入射角和折射角之間的規(guī)律斯斯涅涅耳耳現(xiàn)在現(xiàn)在, ,我們就來通過實驗我們就來通過實驗, ,追尋前追尋前人的足跡人的足跡, ,一起

3、探究入射角和折一起探究入射角和折射角之間的定量關系射角之間的定量關系. .動畫1動畫21 1、折射定律：、折射定律：（1 1）折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)）折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)（2 2）折射光線，入射光線在法線兩側）折射光線，入射光線在法線兩側（3 3）nrisinsinir空氣玻璃nnaob入射角的正弦跟折射角的入射角的正弦跟折射角的正弦成正比正弦成正比，如果用如果用n來表來表示這個比例常數(shù)，就有：示這個比例常數(shù)，就有：光的折射定律（斯涅耳定律）光的折射定律（斯涅耳定律）折射率折射率 光從真空射入某種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟光從真空射入某種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟

4、折射角的正弦之比為一常數(shù)折射角的正弦之比為一常數(shù)n n，但是對不同的介質(zhì)來，但是對不同的介質(zhì)來說，這個常數(shù)說，這個常數(shù)n n是不同的，它是一個反應介質(zhì)光學性是不同的，它是一個反應介質(zhì)光學性質(zhì)的物理量，物理學中把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)質(zhì)的物理量，物理學中把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角與折射角的正弦之比生折射時，入射角與折射角的正弦之比n n，叫做這種，叫做這種介質(zhì)的折射率介質(zhì)的折射率: :rinsinsin幾種常見物質(zhì)的折射率物質(zhì)折射率物質(zhì)折射率空氣1.0028有機玻璃有機玻璃1.50冰1.31水晶1.55水1.33玻璃1.5-1.9酒精1.36金剛石2.42推廣:既然 由介質(zhì)決定,即

5、意味著當光從介質(zhì)沿r角返回時,必以i角射回真空(空氣)中,與原光路重合,nrisinsinir空氣空氣水水所以,光路是可逆的.思考:為什么光從真空(空氣)進入某種介質(zhì)時,傳播方向會發(fā)生改變?是什么因素導致了這種方向的變化?類比1:機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時傳播方向也發(fā)生了改變，這是因為機械波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同引起的,規(guī)律: 21sinsinvvri類比2:線軸從平滑桌面滾入粗糙區(qū)域時,前進方向發(fā)生改變.這是因為線軸在不同介質(zhì)上的滾動速度不同導致的.速率差距越大,偏轉程度越大.猜想:光的折射現(xiàn)象也是因為光在不同介質(zhì)中傳播速度不同引起的.且規(guī)律同上.材料展示: 光在不同介質(zhì)中的傳播速

6、度:真空:3.0 x 10*8 m/s 空氣:2.99 x 10*8 m/s水: 2.25 x 10*8 m/s 玻璃: 2.00 x 10*8 m/s 幾種常見物質(zhì)的折射率物質(zhì)折射率物質(zhì)折射率空氣1.0028有機玻璃有機玻璃1.50冰1.31水晶1.55水1.33玻璃1.5-1.9酒精1.36金剛石2.4221sinsinvvrin由計算可知: 所以，光的折射現(xiàn)象是光在介質(zhì)中傳播時速度的變所以，光的折射現(xiàn)象是光在介質(zhì)中傳播時速度的變化引起的化引起的. .某種介質(zhì)的絕對折射率某種介質(zhì)的絕對折射率: :光從真空中進入這種介質(zhì)時光從真空中進入這種介質(zhì)時: :1vcn介質(zhì)2對介質(zhì)1的相對折射率:光從

7、介質(zhì) 1進入介質(zhì)2時,122121sinsinnnvvrin問題：問題：玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入射到玻璃的界面上會發(fā)生折射，如射到玻璃的界面上會發(fā)生折射，如何把玻璃的折射率測出來？何把玻璃的折射率測出來？實驗：測玻璃磚的折射率實驗：測玻璃磚的折射率思考:若畫圖時不小心將bb上移小距離,是否會影響到折射率n?生活中的折射現(xiàn)象1)水底的硬幣2)鉛筆插入水杯中3)三棱鏡的色散棱鏡的作用:a、使側面入射的光向底面偏折。、使側面入射的光向底面偏折。 b 、射出光線的偏折角與折射率，頂射出光線的偏折角與折射率，頂角和入射角有關。角和入射角有關。 棱鏡可以改變光的傳播方向

8、棱鏡可以改變光的傳播方向一束白光經(jīng)過棱鏡后會發(fā)生什么現(xiàn)象一束白光經(jīng)過棱鏡后會發(fā)生什么現(xiàn)象? 白光經(jīng)過白光經(jīng)過棱鏡后在棱鏡后在光屏上形光屏上形成一條彩成一條彩色的亮帶色的亮帶（光譜光譜） 紅光在上端，紫光在最下端. 同種介質(zhì)對不同頻率的光的偏折角度不同；同種介質(zhì)對不同頻率的光的折射率不同白光實際上是由各種單色光組成的復色光.光的色散色散色散 a、復色光在介質(zhì)中由于折射率不同而分解成、復色光在介質(zhì)中由于折射率不同而分解成單色光的現(xiàn)象叫做光的單色光的現(xiàn)象叫做光的色散色散。 b、色散的原因：、色散的原因： c、光譜：、光譜： 色散時產(chǎn)生的（色散時產(chǎn)生的（按一定順序排列的按一定順序排列的）彩色光帶叫做光

9、譜。彩色光帶叫做光譜。 同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同。同一介質(zhì)對不同色光的折射率不同。 色光物理量公式紅橙黃綠藍靛紫頻率 f小 - 大偏向角小 - 大絕對折射率 n n=c/v小 - 大同一介質(zhì)中的速度 v n=c/v大 - 小同一介質(zhì)中的波長 ? = v/f大 - 小真空中的速度相等真空中的波長 ?=c/f大 - 小應用應用1 1： 人在水上看到人在水上看到物體的像，比實際物體的像，比實際物體位置偏上，感物體位置偏上，感覺水比較淺。覺水比較淺。從上向下看從上向下看, ,nhh折射率實際深度視深 假設地球表面不存在大氣層假設地球表面不存在大氣層, ,那么人那么人們觀察到的日出時刻與存在大氣層

10、的情們觀察到的日出時刻與存在大氣層的情況相比況相比, ,a.a.將提前將提前 b.b.將延后將延后c.c.在某些地區(qū)將提前在某些地區(qū)將提前, ,在另一些地區(qū)將延后在另一些地區(qū)將延后 d.d.不變不變應用應用2 2：有大氣，看到太陽更早有大氣，看到太陽更早沒有大氣，將遲一些看到?jīng)]有大氣，將遲一些看到太陽太陽 例：光線以例：光線以3030的入射角從玻璃射向空氣，的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成它的反射光線與折射光線成90 90 夾角，則夾角，則玻璃的折射率為玻璃的折射率為？ri玻璃玻璃空氣空氣 3 光在某種介質(zhì)中的傳播速度是光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2.122108m/s，當光線以，當光線以30入射角由該入射角由該介質(zhì)射入空氣時，折射角為多少？介質(zhì)射入空氣時，折射角為多少？例：例：45irir例：光線從空氣中以入射角例：光線從空氣中以入射角i射在玻璃射在玻璃磚的上表面上，穿過玻璃磚后，又射入磚的上表面上，穿過玻璃磚后，又射入空氣中。如果玻