人教版選修(2-3)《光的折射-折射率》課件1

光的折射光的折射一、光的折射定律（1）折射光線在入射光線和法線所在的平面上，折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)，（2）入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)折射定律的各種表達(dá)形式：

(θ1為入、折射角中的較大者)在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。二、折射率：（1）光從真空射入某種介質(zhì)時，入射角的正弦跟折射角的正弦之比（2）折射率等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度v之比，n=c/v．一、光的折射定律（1）折射光線在入射光線和法線所在的平面上，三、通過平行玻璃磚的光線當(dāng)光線從玻璃磚上表面入射,從下表面射出時,其特點(diǎn)是:δird12⑴光線通過平行玻璃磚后的出射光線和入射光線平行且有側(cè)向位移。側(cè)向位移的大小跟平行玻璃磚的厚度及入射角、折射率有關(guān)。⑵各種色光在第一次入射時發(fā)生色散（第二次折射不再色散）；⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān)；⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。三、通過平行玻璃磚的光線當(dāng)光線從玻璃磚上表面入射,從下表面四、通過棱鏡的光線（1）光線通過三棱鏡兩次向底面偏折，通過三棱鏡所成的像向頂角偏移，ABCθ光線通過棱鏡后向底面偏折偏折角度θ跟棱鏡材料的折射率有關(guān)，折射率越大，偏折角度越大.偏折角度θ還跟入射角的大小有關(guān)系.（2）白光通過三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，（3）全反射棱鏡是橫截面成等腰直角三角形的三棱鏡。全反射棱鏡ABCABC45°45°甲乙四、通過棱鏡的光線（1）光線通過三棱鏡兩次向底面偏折，通過046.南京市2008屆第一次模擬考試13.(2)OABDCMNP1P2P313．（2）（本題4分）如圖所示，某同學(xué)用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚（圖中實(shí)線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3．圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)．設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量

（用上述給出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為

．l1、l3l1/l3

046.南京市2008屆第一次模擬考試13.(2)OAB055.08年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測（二）14(2)14.（2）（5分）（選做，適合選修3—4的同學(xué)）如圖所示，某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙測定半圓形玻璃磚的折射率，OA是畫在紙上的直線，他在直線OA適當(dāng)位置先后豎直插上P1、P2兩枚大頭針，如圖放上玻璃磚（如粗黑線所示），然后插上P3、P4大頭針。①其中他確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是：

。②若該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范準(zhǔn)確，其記錄的情況如圖所示。該同學(xué)還用圓規(guī)做了一個以O(shè)為圓心，半徑與玻璃磚相同的半圓（如圖中虛線所示）。請您幫這位同學(xué)算出玻璃磚的折射率，寫出必要的計算過程。P1P2P3P4AO解見下頁055.08年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測（二）14(2)14.（P1P2P3P4AO【解析】本小題考查用插針法測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。①確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng)是：透過玻璃磚看,P3大頭針擋住P1、P2兩枚大頭針的像。②如圖，DBCE由折射定律可得：P1P2P3P4AO【解析】本小題考查用插針法測定玻璃折射率057.廣東省汕頭市2008年模擬考試14(2)14.（2）（4分）如圖，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率為，當(dāng)入射角時，求反射光束1和透射光束2之間的夾角多大？iO21入射光

解：反射角

①

由折射定律②解得折射角r=30°③因此反射光束1和透射光束2之間的夾角④057.廣東省汕頭市2008年模擬考試14(2)14.（2gk009.2008年高考理綜山東卷37(2)37、⑵圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線．光線a在玻璃磚中的光路已給出.畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光路圖，并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù)．

解：光路如圖所示30°45°BCDab45°45°45°A30°圖2gk009.2008年高考理綜山東卷37(2)37、⑵圖2034.徐州市07—08學(xué)年度第一次質(zhì)量檢測13(2)13．（選修3-4）（2）在水面上放置一個足夠大的遮光板，板上有一個半徑為r的圓孔，圓心的正上方h處放一個點(diǎn)光源S，在水面下深H處的底部形成半徑為R的圓形光亮區(qū)域(圖中未畫出)．測得r=8cm，h=6cm，H=24cm，R=26cm，求水的折射率．HhSr034.徐州市07—08學(xué)年度第一次質(zhì)量檢測13(2)1HhSr解：根據(jù)光路圖，可知由折射定律得HhSr解：根據(jù)光路圖，可知由折射定律得042.08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)查（一）13(2)13．（供選修3-4考生作答）（2）如圖所示，己知平行玻璃磚的折射率，厚度為d.入射光線AO以入射角i=60°射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離.（結(jié)果可用根式表示）

iOdA042.08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學(xué)情況調(diào)查（一）13(2)解：作出光路如圖，irOdCDB由折射定律得所以r=300由圖知∠DOC=∠DOB=300則出射光線與入射光線間的距離是解：作出光路如圖，irOdCDB由折射定律得所以r=300由045.南京市金陵中學(xué)07—08學(xué)年一輪復(fù)習(xí)檢測（一）1111．（6分）如圖所示，空氣中有A點(diǎn)，水中有B點(diǎn)，在A點(diǎn)置一信號源發(fā)出光波和聲波訊號傳到水中B，沿AO1B路徑傳播的是a波，沿AO2B路徑傳播的是b波，則a波、b波各是什么波？簡述你的判斷過程。O1O2AB水答：a波是光波，b波是聲波。無線電波從空氣進(jìn)入水中速度變小，入射角大于折射角；而超聲波從空氣進(jìn)入水中速度變大，入射角小于折射角，所以a波是光波、b波是聲波。045.南京市金陵中學(xué)07—08學(xué)年一輪復(fù)習(xí)檢測（一）11006.江蘇南通08屆第一次調(diào)研測試12B（2）

（2）圖示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R＝20cm，折射率為，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：①光在圓柱體中的傳播速度；②距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰經(jīng)過B點(diǎn).B.（2）（模塊3-4試題）BOA006.江蘇南通08屆第一次調(diào)研測試12B（2）①光在圓柱體中的傳播速度解：②設(shè)光線PC經(jīng)折射后經(jīng)過B點(diǎn)，光路圖如圖所示由折射定律有：①又由幾何關(guān)系有：②解①②得光線PC離直線AB的距離則距離直線AB為的入射光線經(jīng)折射后能到達(dá)B點(diǎn)BPODαβCA①光在圓柱體中的傳播速度解：②設(shè)光線PC經(jīng)折射后經(jīng)過B點(diǎn)，光027.鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試12(2)12（2）如圖所示，玻璃球的半徑為R，折射率n=，今有一束平行光沿直徑AB方向照射在玻璃球上，試求離AB多遠(yuǎn)的入射光線最終射出后沿原方向返回。ABO027.鹽城市07/08學(xué)年度第一次調(diào)研考試12(2)12解：由光路圖知 dABOθ1＝2θ2①②解①②式得即θ2＝30°θ1＝60°③∵d=Rsinθ1④⑤解：由光路圖知 dABOθ1＝2θ2①②解①②式得即θ2＝gk010.2008年高考理綜四川卷2121、如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。己知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射回到空氣中時與入射光線平行。此玻璃的折射率為（）A．B．1.5C．D．2C解見下頁60°gk010.2008年高考理綜四川卷2121、如圖，一束單A、C為折射點(diǎn),B為反射點(diǎn),作OD平行于入射光線,所以，玻璃的折射率故解析：如圖為光線在玻璃球內(nèi)的光路圖．60°OACBrrrrDA、C為折射點(diǎn),B為反射點(diǎn),作OD平行于入射光線,所以，059.江蘇南通市2008屆第三次調(diào)研測試12.Ⅱ(3)12.Ⅱ(3)如圖所示，半圓玻璃磚的半徑R=10cm，折射率為，直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點(diǎn).激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O，結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑．求兩個光斑之間的距離L．NMAOBai059.江蘇南通市2008屆第三次調(diào)研測試12.Ⅱ(3)1NMAOBai解：畫出如圖光路圖，設(shè)折射角為r，根據(jù)折射定律rPQ解得由幾何知識得，ΔOPQ為直角三角形，所以兩個光斑PQ之間的距離解得NMAOBai解：畫出如圖光路圖，設(shè)折射角為r，根據(jù)折射定律065.08年南京一中第三次模擬12(3)12．（3）（3-4模塊）（5分）如圖所示，一個橫截面為直角三角形的三棱鏡，A=30°,C＝90°.三棱鏡材料的折射率是一條與BC面成θ＝30°角的光線射向BC面，經(jīng)過AC邊一次反射從AB邊射出。求從AB邊射出光線與AB邊的夾角。θBCA065.08年南京一中第三次模擬12(3)12．（3）（3解：

④由折射定律,在BC界面：①②∴光線在AC界面發(fā)生反射再經(jīng)AB界面折射BCAαβθ③則從AB邊射出光線與AB面的夾角解：④由折射定律,在BC界面：①②∴光線在AC界面發(fā)gk012.2008年高考理綜寧夏卷32(2)32、⑵（9分）[物理─選修3－4]一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為的透明材料制成．現(xiàn)有一束位于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖所示．已知入射光線與桌面的距離為．求出射角θ．ROθ本題考查幾何光學(xué)知識，通過畫光路圖，根據(jù)折射定律，由幾何關(guān)系列式求解。gk012.2008年高考理綜寧夏卷32(2)32、⑵（9解：ROθ設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線。因此，圖中的角α為入射角。過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B。依題意，∠COB=α。又由△OBC知βγBC①設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得：②解得：β＝30°③由幾何關(guān)系知，γ＝30°．由折射定律得：④因此：解得：θ＝60°解：ROθ設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連047.08年福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查23ABCNM乙23．(16分)

如圖甲所示,在保齡球球道的一側(cè)平行于球道有一面豎立的平面鏡，保齡球被擲出后沿球道中央線BC做勻速直線運(yùn)動。有人想利用球道旁的這個平面鏡測出球的運(yùn)動速度，于是他在平面鏡中央正前方位于球道另一側(cè)距平面鏡d=1.6m的A點(diǎn)，眼睛貼近地面觀察，測出在平面鏡中看到球像的時間△t=1.5

s。甲AMNBC047.08年福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查23ABCNM乙23．(設(shè)他在鏡中剛能看到球像時球的位置在P點(diǎn)，恰好看不到球