光的反射和折射

1、1光的反射和折射學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道光的反射定律2理解折射定律的確切含義，并能用來解釋有關的光現(xiàn)象和計算有關的問題3知道折射率的定義及其與光速的關系，并能用來進行有關計算(重點)4掌握插針法測折射率的方法.反射定律和折射定律1光的反射(1)定義光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的分界面時，一部分光會返回到第1種介質(zhì)的現(xiàn)象(2)反射定律反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；反射角等于入射角2光的折射和折射定律 光的折射光從第1種介質(zhì)射到它與第2種介質(zhì)的分界面時，一部分光進入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象入射角折射角入射角：入射光線與法線的夾角折射角：折射光

2、線與法線的夾角折射定律折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即n12光路可逆性在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的.1反射定律是確定反射光線位置的規(guī)律()2不是所有的反射現(xiàn)象都遵循反射定律(×)3發(fā)生漫反射時，反射角不等于入射角(×)4一束光從空氣進入水中時傳播方向一定改變(×)1人站在平面鏡前面會看到自己的像平面鏡成像的特點是什么？【提示】平面鏡成的像是虛像，像和物等大，像和物到鏡面的距離相等2入射角、折射角哪一個較大？【提示】沒有前提條件，無法確定1光的方向光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時

3、，傳播方向一般要發(fā)生變化(斜射)，并非一定變化，當光垂直界面入射時，傳播方向就不發(fā)生變化2入射角與折射角的大小關系光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，折射角與入射角的大小關系不要一概而論，要視兩種介質(zhì)的折射率大小而定當光從真空斜射入介質(zhì)時，入射角大于折射角；當光從介質(zhì)斜射入真空時，入射角小于折射角1關于光的反射與折射，下列說法正確的是()A光發(fā)生反射時，光的傳播方向不一定改變B光發(fā)生反射時，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C光發(fā)生反射時，光的傳播方向一定改變D光發(fā)生折射時，一定伴隨著反射現(xiàn)象E光發(fā)生反射時，一定伴隨著折射現(xiàn)象【解析】發(fā)生反射時，光的傳播方向一定發(fā)生改變，且可以改變90°

4、，A錯，B、C對；發(fā)生折射時，一定伴隨著反射現(xiàn)象，但有反射現(xiàn)象，不一定有折射現(xiàn)象，D對，E錯【答案】BCD2.如圖13­1­1所示，虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實線表示一條光線射向界面后發(fā)生反射和折射的光線，以下說法正確的是() 【導學號：23570083】圖13­1­1AbO可能是入射光線BaO可能是入射光線CcO可能是入射光線DOb可能是反射光線EPQ可能是法線【解析】由于反射角等于入射角，入射光線，反射光線關于法線對稱，所以aO、Ob應是入射光線或反射光線，PQ是法線又因為反射光線、折射光線都不與入射光線位于法線同側(cè)，所以aO是入射光線，Ob是

5、反射光線，Oc是折射光線【答案】BDE3如圖13­1­2所示，落山的太陽看上去正好在地平線上，但實際上太陽已處于地平線以下，觀察者的視覺誤差大小取決于當?shù)卮髿獾臓顩r造成這種現(xiàn)象的原因是什么？圖13­1­2【解析】太陽光線進入大氣層發(fā)生折射，使傳播方向改變，使人感覺太陽的位置比實際位置偏高【答案】光的折射1在反射、折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的2光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播方向一般要發(fā)生變化，但并非一定要變化；當光垂直分界面入射時，光的傳播方向就不會變化折射率1物理意義反映介質(zhì)的光學性質(zhì)的物理量2定義光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的

6、正弦之比，簡稱折射率，即n.3折射率與光速的關系某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n.4特點任何介質(zhì)的折射率都大于1.1當光從空氣垂直進入水中時，水的折射率為0.(×)2折射率大的介質(zhì)，密度不一定大()1是否可以由折射率的定義式n得出介質(zhì)的折射率與入射角1的正弦成正比，與折射角2的正弦成反比？【提示】不可以折射率n由介質(zhì)的性質(zhì)和光的顏色決定，與入射角1和折射角2無關2光在折射率大的介質(zhì)中傳播速度越大還是越??？【提示】由v知，n越大，v越小1關于正弦值當光由真空射入某種介質(zhì)中，入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的，但正弦值之比是一個常

7、數(shù)2關于常數(shù)n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一個常數(shù)，但不同介質(zhì)具有不同的常數(shù)，說明常數(shù)反映著該介質(zhì)的光學特性3光傳播速度介質(zhì)的折射率n跟光在其中的傳播速率v有關，即n，由于光在真空中的傳播速率c大于光在任何介質(zhì)中的傳播速率v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.因此，光從真空斜射入任何介質(zhì)時，入射角均大于折射角；而光由介質(zhì)斜射入真空時，入射角均小于折射角4決定因素介質(zhì)的折射率是反映介質(zhì)的光學性質(zhì)的物理量，它的大小只能由介質(zhì)本身及光的性質(zhì)共同決定，不隨入射角、折射角的變化而變化4若某一介質(zhì)的折射率較大，那么光在該介質(zhì)中的速度較_【解析】由n可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小【答案

8、】小5一束光由空氣射入某介質(zhì)時，入射光線與反射光線間的夾角為90°，折射光線與反射光線間的夾角為105°，則該介質(zhì)的折射率n_，光在該介質(zhì)中的傳播速度v_c(c為真空中光速) 【導學號：23570084】【解析】由反射定律和題意可知，反射角和入射角均為45°，折射角為r180°45°105°30°，則折射率n，所以光在該介質(zhì)中的速度vc.【答案】6一束光線從空氣射向折射率為1.5 的玻璃內(nèi)，入射角為45°，畫出反射和折射的光路示意圖【解析】光在兩介質(zhì)的界面上通常同時發(fā)生反射和折射；由反射定律知反射角為45°

9、;，根據(jù)折射定律n得12.【答案】(1)折射率的定義式中1為真空(空氣)中的光線與法線的夾角，不一定是入射角；2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，也不一定是折射角.(2)介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的密度沒有必然的聯(lián)系.密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度較大，但水的折射率較小.測定玻璃的折射率1實驗目的掌握測玻璃折射率的方法；加深對折射定律的理解2實驗過程用插針法確定光路，找出跟入射光線相對應的折射光線，用量角器測入射角i和折射角r，根據(jù)折射定律計算出玻璃的折射率n.3實驗器材玻璃磚、白紙、木板、大頭針四枚、圖釘四枚、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆4實驗步驟(1)如圖13­1­3所

10、示，把白紙用圖釘釘在木板上在白紙上畫一條直線aa作為玻璃磚的上界面，畫一條線段AO作為入射光線，并過O點畫出界面aa的法線NN.圖13­1­3(2)把長方形的玻璃磚放在白紙上，使它的一個長邊跟aa嚴格對齊，并畫出玻璃磚的另一個長邊bb.(3)在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2.(4)眼睛在另一側(cè)透過玻璃磚看兩個大頭針，使P2把P1擋住，在眼睛這側(cè)沿視線方向插上大頭針P3，使它把P1、P2擋住(5)用同樣的方法在玻璃磚的bb一側(cè)再插上大頭針P4，使P4能同時擋住P3本身和P1，P2的虛像記下P3、P4的位置，移去玻璃磚和大頭針過P3、P4引直線OB與bb交于O點，連接

11、O、O兩點，OO就是入射光AO在玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向入射角iAON，折射角rOON.(6)用量角器量出入射角i和折射角r.從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦值，記錄在自己設計的表格里(7)用上面的方法分別測出入射角是15°、30°、45°、60°和75°時的折射角查出入射角和折射角的正弦值，把這些數(shù)據(jù)也記錄在上述的表格里(8)計算出不同入射角時的值比較一下，看它們是否接近一個常數(shù)求出幾次實驗中測得的的平均值，就是玻璃的折射率5注意事項(1)玻璃磚的上折射面必須與直線aa嚴格對齊，才能準確地確定法線，準確地畫出入射角和折射角(2)實驗時，

12、盡可能將大頭針豎直地插在紙上，且P1和P2之間、P2和O之間、P3和P4之間、P3和O之間距離要稍大一些重合的時候要看玻璃磚里面的像，而不是看玻璃磚上面的大頭針的頭部(3)入射角i應適當大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜過大，在操作時，手不能觸摸玻璃磚光潔的光學面，更不能用玻璃磚的界面代替直尺畫界線(4)在實驗的過程中玻璃磚與白紙的位置都不能改變6數(shù)據(jù)處理及誤差分析此實驗是通過測量入射角和折射角，然后查數(shù)學用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n中求玻璃的折射率除運用此方法之外，還有以下處理數(shù)據(jù)的方法：在找到入射光線和折射光線以后，以入射點O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于

13、C點，與OO(或OO的延長線)交于D點，過C、D兩點分別向NN作垂線，交NN于C、D，用直尺量出CC和DD的長，如圖13­1­4所示圖13­1­4由于sin ，sin .而CODO，所以折射率n1.重復以上實驗，求得各次折射率，然后求其平均值即為玻璃折射率的測量值7在“測定玻璃折射率”的實驗中：(1)操作步驟如下：先在白紙上畫出一條直線aa代表兩種介質(zhì)的界面，過aa上的O點畫出界面的法線NN，并畫一條線段AO作為入射光線把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa對齊在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像調(diào)整視線方向

14、，直到P1的像被P2擋住再在觀察的這一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P1、P2的像和P3，記下P3、P4的位置移去大頭針和玻璃磚，連接P3、P4作為折射光線，測量出入射角1與折射角2，填入表格中上述操作步驟中存在嚴重的缺漏，應做的補充是_.(2)實驗中測出了多組入射角1與折射角2，并作出了sin 1sin 2圖象如圖13­1­5所示則下列說法正確的_圖13­1­5A實驗時，光線是由空氣射入玻璃B玻璃的折射率為0.67C玻璃的折射率為1.5【解析】(1)步驟中應在白紙上畫出玻璃磚的另一個界面bb，步驟中應通過P3，P4的連線與bb的交點O和aa上的入射點O，作出玻璃磚中的光線OO.(2)由圖可看出入射角1小于折射角2，因此，光線應該是由玻璃射入空氣；則玻璃折射率n1.5，所以選項C正確【答案】(1)見解析(2)C8.由某種透明物質(zhì)制成的等腰直角棱鏡AOB，兩腰都為16 cm，且兩腰與Ox與Oy軸