2019-2020年高二物理光的折射人教版

2019-2020年高二物理光的折射人教版【教學(xué)目標(biāo)】1、掌握折射定律；2、理解折射率的概念；3、理解反射與折射的能量分配【重點(diǎn)難點(diǎn)】1、對(duì)折射定律、折射率的理解； 2、用折射定律分析相關(guān)光學(xué)現(xiàn)象?！臼谡n時(shí)數(shù)】2課時(shí)【教學(xué)過(guò)程】［預(yù)習(xí)導(dǎo)讀］一、光的折射1、定義:光 時(shí)發(fā)生 的現(xiàn)象叫做光的折射。 在同一種不均勻媒質(zhì)中傳播時(shí)光發(fā)生折射現(xiàn)象嗎？2、圖示:如圖所示八0為一光線(xiàn),0為入射點(diǎn),OB為—光線(xiàn)， 取N/BOC為 光線(xiàn). 町1）、入射角:入射光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角i叫做入射角. 媒康1邛—2）、折射角:折射光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角r叫做折射角. 媒演22二、光路的可逆性在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的?！局R(shí)要點(diǎn)】一、折射定律：也稱(chēng)斯涅爾定律（斯涅爾是荷蘭數(shù)學(xué)家）1、內(nèi)容：（三線(xiàn)共面）折射光線(xiàn)位于入射光線(xiàn)與法線(xiàn)所決定的平面內(nèi)（法線(xiàn)居中）折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)兩側(cè).（正弦成正比）入射角的正弦與折射角的正弦成正比，2、數(shù)學(xué)表達(dá)式:即.二、折射率.定義：光從射入時(shí)，和之比.介質(zhì)的折射率定義式：n==（=）i是—中的角度；r是 中的角度三、光路的可逆性在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的。如上圖中當(dāng)光由空氣進(jìn)入玻璃，發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，即當(dāng)光由真空或空氣進(jìn)入其它介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角。當(dāng)一束光沿CO入射時(shí)，其中一部分光將沿AO折射。所以光從某種介質(zhì)射入真空或空氣時(shí)，折射角大于入射角。光路反向，此時(shí)有：=n>1,故i>r?！疽呻y辯析】一?對(duì)折射定律的理解：1、折射角r的大小是由入射角i和介質(zhì)的折射率n所決定的2、當(dāng)入射角i改變A。時(shí)，折射角r的改變量AS大小不等于A。3、折射不僅可能改變光束的傳播方向，而且還可能改變光束的性質(zhì).介質(zhì)的折射率的理解⑴任何介質(zhì)有折射率均大于1.（見(jiàn)p8表）⑵由v=c/n可知：介質(zhì)折射率越大，光在其中的速度就越 ；⑶由折射定律可知：光在折射率較大的介質(zhì)中光與法線(xiàn)之間夾角較小；.折射成像：發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)折射后，折射光線(xiàn)（或反向延長(zhǎng)線(xiàn)）相交一點(diǎn)，該點(diǎn)為發(fā)光點(diǎn)的像。在折射成像中，只要根據(jù)折射定律確定發(fā)光點(diǎn)的兩條折射光線(xiàn)，即可確定像的位置。.折射不僅可能改變光束的傳播方向，而且還可能改變光束的性質(zhì). \【典型例析】【例1】試證明光線(xiàn)斜射到平行玻璃磚后的出射光線(xiàn)與入射光線(xiàn)平行 '【例2】為了從軍事工事內(nèi)部觀察外界目標(biāo)，在工事壁上開(kāi)一長(zhǎng)方形孔.設(shè)工事壁厚d=34.64cm,孔的寬度L=20cm.孔內(nèi)嵌入折射率為n=的玻璃磚，如圖所示，試問(wèn):⑴嵌入玻璃后，工事內(nèi)部人員觀察到外界的視野有多大張角？⑵要想使外界180。范圍內(nèi)的物體全能被觀察到，應(yīng)嵌入折射率為多大的玻璃磚？【例2】解：(1)最大折射角為，而sin6=,即折射角為30。，對(duì)應(yīng)的入射角為60°(2)折射角為30。，要使視野為180。，即折射角為90°,則臨界角為30°故折射率為2.【例3】如圖所示，天空中有一只小鳥(niǎo)B,距水面高為h]=3m,其正下方距水面深為h2=4m處的水中有一條小魚(yú)A,已知水的折射率為4/3,則小鳥(niǎo)看水中的魚(yú)距離自己是多少？魚(yú)看小鳥(niǎo)距離自己又是多少？ l叫.【例4】如圖所示，等腰直角棱鏡A50的兩腰長(zhǎng)都是16cm,為了測(cè)定它的折射率，將棱鏡放在直角坐標(biāo)系中，使兩腰與Qy軸重合，從邊的。點(diǎn)注視棱A,發(fā)現(xiàn)棱A的視位置在。點(diǎn)，在。、。兩點(diǎn)插上大頭針，得到。點(diǎn)的坐標(biāo)(0,12cm),。點(diǎn)的坐標(biāo)(9cm,0).(1)在圖中畫(huà)出光路圖； JY(2)測(cè)得該棱鏡的玻璃折射率為—4/3. e【例5】如圖所示，一不透明的圓柱形容器內(nèi)裝滿(mǎn)折射率為的透明液體，容器底部正中央O點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S,平面鏡MN與底面成45。角放置。若容器高為2dm,底邊半徑為，0M=ldm,在容器中央正上方1dm處水平放置一足夠長(zhǎng)的刻度尺。求光源S發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)平面鏡反射后，照射到刻度尺上的長(zhǎng)度。(不考慮容器側(cè)壁和液面的反射)U編輯修改【例5】參考解答:作圖找出發(fā)光點(diǎn)S在平面鏡中的像點(diǎn)乂連接S，M延長(zhǎng)交直尺于H點(diǎn)，MH沿豎直方向。連接SP,在Rt^PRS，中，PR=3dm（2分）???/r=30。（3分）由折射定律可得：（3分）解得：Ni=45。（2分）刻度尺上被照亮QH=1dm+“3dm=（1+；3）dm（4分）【例6】如圖所示,MN垂直NR一束單色光從MN上的A點(diǎn)進(jìn)入玻璃磚后，又從NP上5點(diǎn)進(jìn)入空氣中，已知入射角a和出射角B，求⑴玻璃的折射率；（2）若已知n=，則小的最小值為多大？【例6】在MN面上，設(shè)折射角為Y在NP面上，設(shè)入射角為in=又有i+y=90°由①②③得：①②. . sin2a+sin2B1=sin2y+cos2y= n2（2）由④得:當(dāng)=90°時(shí)，0最小，此時(shí)sinP'G32T== ⑥則 ⑦【基礎(chǔ)訓(xùn)練】.人看到沉在水杯底的硬幣，其實(shí)看到的是（）A.硬幣的實(shí)像，其位置比硬幣實(shí)際所在位置淺B.硬幣的實(shí)像，其位置即硬幣的實(shí)際位置C.硬幣的虛像，其位置比硬幣實(shí)際所在位置淺D.硬幣的虛像，其位置比硬幣實(shí)際所在位置深.假如地球的表面上不存在大氣層的話(huà)，人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層時(shí)相比 （）A.不變B.提前C.推遲D.有的地方提前，有的地方推遲.點(diǎn)光源S通過(guò)帶有圓孔的擋板N,照射到屏M上，形成直徑為d的亮圓.如果在擋板靠近光屏側(cè)放上一塊厚玻璃時(shí)，如圖所示，這時(shí)點(diǎn)光源通過(guò)圓孔和玻璃在屏上形成直徑為D的亮圓.直徑D和d的關(guān)系是（A）SA.d>DB.d=DC.d<DD.無(wú)法判定.如圖所示，a、b、c是三塊折射率不同的透明介質(zhì)平板玻璃，彼此平行

放置，且有、<a<%一束單色光線(xiàn)由空氣中以入射角i射到介質(zhì)a中,

當(dāng)光線(xiàn)由介質(zhì)c射到空氣中時(shí)，折射角為r,則有（）A.i>rB.i=rC.i<r D.無(wú)法確定.在深為2m的水塘里，豎直插入一根木樁，木樁露出水面部分的長(zhǎng)度為0.5m,當(dāng)陽(yáng)光與水平面夾角為60。照射到木樁時(shí),木樁在水面上的影子長(zhǎng)為多少?木樁在水底的影子又是多長(zhǎng)?設(shè)河底是水平的..放在等厚的矩形玻璃磚和半圓形玻璃磚中心處的物體，在垂直往下看時(shí)哪個(gè)更高？.在廣口瓶中盛滿(mǎn)水，如圖那樣把直尺AB緊挨著廣口瓶瓶口的C點(diǎn)豎直插入瓶?jī)?nèi)，這時(shí)，在直尺對(duì)面的P點(diǎn)觀察水面，能同時(shí)看到直尺在水中的部分和露出水面的部分‘人.在水中的像，讀出你看到的直尺水下部分最低點(diǎn)的刻度S1以及跟這個(gè)刻度相 ｝務(wù)*‘‘重合的水上部分的刻度S2的像S’2,量出廣口瓶的瓶口內(nèi)徑d，就能算出水的J涔一：折射率。這是為什么?請(qǐng)列出計(jì)算折射率的公式。.解這個(gè)問(wèn)題需要將光的反射與折射知識(shí)結(jié)合起來(lái)，在本題中，S'2是S2經(jīng)水面反射后所成的像，而看到的直尺在水面下最低點(diǎn)的刻度實(shí)際上已經(jīng)是最低點(diǎn)S1經(jīng)水面折射后所成的像。兩刻度重合，實(shí)際上是S2發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)D點(diǎn)反射后的反射光線(xiàn)與S1發(fā)出的光線(xiàn)在D點(diǎn)折射后的折射光線(xiàn)重合，因此眼睛看起來(lái)就會(huì)覺(jué)得這兩個(gè)刻度重合。設(shè)S1與S0之間的距離為l1,S2與S0之間的距離為12.sini=,sinr=k,n==.【能力提高】.如圖所示，游泳池寬度L=15m，左岸邊一標(biāo)桿上裝有一AA ;燈，A燈高0.5m，在右岸邊站立著一人，E點(diǎn)為人眼的位置，j人的眼高為1.5m,水面離岸邊的高度為0.5m，此人發(fā)現(xiàn)A燈 一一二二“三'經(jīng)水面反射所成的像與左岸水面下某處的B燈經(jīng)折射后所成 一二:一-的像重合，已知水的折射率為1.3,試求B燈在水面下多深 *處?（B燈在圖中未畫(huà)出）（4.35m）.寬為。的平行光束從空氣斜向射到兩面平行的玻璃板上表面，入射角為45。，光束中包含兩種波長(zhǎng)的光，玻璃對(duì)這兩種波長(zhǎng)的光的折射率分別為.（1）求每種波長(zhǎng)的光射入上表面后的折射角.（2）為使光束從玻璃板下表面出射時(shí)能分成不交疊的

兩束，玻璃板的厚度為d至少？并畫(huà)出光路示意圖.解：.一個(gè)大游泳池，池底水平，池水深1.2m,有一直桿豎

直在池底，浸入