光的折射定律

1、問題引入問題引入光的折射光的折射折射定律折射定律折折 射射 率率平行透明板平行透明板三三 棱棱 鏡鏡水池看上去比實際深度淺水池看上去比實際深度淺插入水中的筆看上去彎了插入水中的筆看上去彎了我們看到的魚實際上是魚的像我們看到的魚實際上是魚的像 問題引入問題引入透過玻璃磚看到的尺子透過玻璃磚看到的尺子被被“折斷折斷”了了 下面這些現(xiàn)象說明什么問題？下面這些現(xiàn)象說明什么問題？ 1. 光的折射光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做光的折射。播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做光的折射。由于光的折射，水池看由于光的折射，水池看上去比

2、實際深度淺上去比實際深度淺光從水中射入空氣中時，在光從水中射入空氣中時，在介質(zhì)分界面上光發(fā)生了折射。介質(zhì)分界面上光發(fā)生了折射。 一、光的折射一、光的折射（1 1）折射光線總在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，）折射光線總在入射光線和法線所決定的平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居于法線的兩側(cè)。折射光線和入射光線分居于法線的兩側(cè)。（2）入射角的正弦和）入射角的正弦和折射角的正弦之比，對于任折射角的正弦之比，對于任意給定的兩種介質(zhì)來說，是意給定的兩種介質(zhì)來說，是一個常數(shù)。它等于光在兩種一個常數(shù)。它等于光在兩種介質(zhì)中對應(yīng)的光速之比。介質(zhì)中對應(yīng)的光速之比。2121sinsinvv 1.光的折射定律光的折射定律

3、二、折射定律二、折射定律(2) 入射角增大時，折射入射角增大時，折射角也隨著增大；角也隨著增大；(4) 光從空氣斜射入其他光從空氣斜射入其他介質(zhì)中（例如玻璃中），折射介質(zhì)中（例如玻璃中），折射角小于入射角；角小于入射角；(3) 折射中光路是可逆的；折射中光路是可逆的；若光從其它介質(zhì)斜射向空氣，折射角大于入射角。若光從其它介質(zhì)斜射向空氣，折射角大于入射角。2.光的折射規(guī)律光的折射規(guī)律 (1) (1) 當(dāng)入射角為當(dāng)入射角為0 時，折射角也為時，折射角也為0 ，光線不發(fā)生，光線不發(fā)生偏折。例如，偏折。例如，光線垂直射向介質(zhì)表面時，傳播方向不改變；光線垂直射向介質(zhì)表面時，傳播方向不改變；入射光線入射光

4、線O折射光線折射光線空氣空氣玻璃玻璃 1 2NNO空氣空氣玻璃玻璃 1 2NN 三、折射率三、折射率介介空空介介 sinsin n光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時, ,入射角的正弦跟入射角的正弦跟折射角的正弦的比，叫做這種介質(zhì)的折射角的正弦的比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率絕對折射率，簡稱，簡稱折折射率射率，即，即理論和實驗的研究還證理論和實驗的研究還證明，某種介質(zhì)的折射率，等明，某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度跟光在于光在真空中的速度跟光在這種介質(zhì)中的速度之比這種介質(zhì)中的速度之比介介介介空空介介vcn sinsinO真空真空介質(zhì)介質(zhì) 1 2NN 因為因為1212

5、2121sinsinnnvcvcvv 2211sinsin nn 所以折射定律還可以用折射率表示成所以折射定律還可以用折射率表示成幾種介質(zhì)的折射率幾種介質(zhì)的折射率1. 33水水1.63二硫化碳二硫化碳1. 35乙乙 醚醚1.80重火石玻璃重火石玻璃1. 36酒酒 精精2.42金剛石金剛石折射率折射率介介 質(zhì)質(zhì)折射率折射率介介 質(zhì)質(zhì) 1. 0003空氣空氣1.43瑩瑩 石石 1. 026水水 汽汽1.47甘甘 油油1. 25鹽鹽 酸酸1.52輕冕牌玻璃輕冕牌玻璃1. 31冰冰1.54水水 晶晶 例例1 光光以以60 的入射角從空氣射向重火石玻璃（的入射角從空氣射向重火石玻璃（n = 1.80），

6、求折射角。），求折射角。玻?？湛詹２ sinsin 24.29玻玻 O空氣空氣玻璃玻璃60 NN 解：解：由光的折射定律由光的折射定律 得得玻?？湛詹２?sinsin n48. 080. 160sin 例例2 已知玻璃的折射率是已知玻璃的折射率是n1=1.52，水的折射率是，水的折射率是n2=1.33，求光在玻璃中和水中的傳播速度。，求光在玻璃中和水中的傳播速度。 解：解：由由 得，光在玻璃中的傳播速度為得，光在玻璃中的傳播速度為vcn 11ncv 22ncv m/s1097. 1m/s52. 110388 m/s103 . 2m/s33. 110388 光在水中的傳播速度為光在水中的傳播速

7、度為 四、平行透明板四、平行透明板 兩個表面是相互平行平面兩個表面是相互平行平面的透明體叫做的透明體叫做平行透明板平行透明板。;sinsin2211 nn ;sinsin1122 nn,/22 BAABNOMO / 可見光穿過兩面平行的透明板后，方向并不改變，只是可見光穿過兩面平行的透明板后，方向并不改變，只是發(fā)生側(cè)向偏移，透明板越厚，入射角越大，側(cè)向偏移越大。發(fā)生側(cè)向偏移，透明板越厚，入射角越大，側(cè)向偏移越大。 若光線垂直入射，因不折射，則不發(fā)生側(cè)向偏移。若光線垂直入射，因不折射，則不發(fā)生側(cè)向偏移。 光穿過平行透明板，光線光穿過平行透明板，光線發(fā)生了側(cè)移，則發(fā)生了側(cè)移，則 五、三棱鏡五、三棱

8、鏡 橫截面是三角形的透明三棱柱叫做橫截面是三角形的透明三棱柱叫做三棱鏡三棱鏡，簡稱，簡稱棱鏡棱鏡。 練練 習(xí)習(xí) 3. 光線從某種物質(zhì)射入真空中，測得入射角為光線從某種物質(zhì)射入真空中，測得入射角為180，折射角為折射角為30，求這種物質(zhì)的折射率和光在其中的傳播速，求這種物質(zhì)的折射率和光在其中的傳播速度。度。 1. 請問你看到水中的魚比實際深度是深些還是淺些？請問你看到水中的魚比實際深度是深些還是淺些？為什么？為什么？ 2. 光線以光線以60的入射角從空氣射入折射率為的入射角從空氣射入折射率為1.33的水的水中，折射角是多少？畫出光路圖。中，折射角是多少？畫出光路圖。沙漠里的蜃樓沙漠里的蜃樓在沙漠中，沙面附近的空氣都是熱的在沙漠中，沙面附近的空氣都是熱的. .由于熱空氣的密由于熱空氣的密度比冷空氣小度比冷空氣小, ,因此，靠近地面空氣層的密度逐漸變小因此，靠近地面空氣層的密度逐漸變小, ,光光速逐漸增大，折射率也就逐漸減小。如圖所示速逐漸增大，折射率也就逐漸減小。如圖所示, ,一條光線一條光線從樹梢射向地面從樹梢射向地面, ,當(dāng)它接近地面的時候當(dāng)它接近地面的時候, ,就進(jìn)入密度逐漸變就進(jìn)入密度逐漸變小的空氣中小的空氣中, ,由于折射而沿著圖中所示路線前進(jìn)。當(dāng)這一由于折射而沿著圖中所示路線前進(jìn)。