【物理】光的折射 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

4.1光的折射物理人教版（新教材）選擇性必修第一冊(cè)界面入射光線反射光線法線入射角反射角光的反射：光被兩種介質(zhì)的界面反射回原來(lái)的介質(zhì)中

1、反射光線與入射光線、法線在同一平面2、反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)3、反射角等于入射角光路可逆一、光的反射定律光的折射現(xiàn)象光的折射：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象光的折射規(guī)律1、折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)2、折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)3、當(dāng)光從空氣斜射入玻璃中時(shí)，折射角小于入射角玻璃4、當(dāng)光從玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角5、當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大

二、光的折射定律

斯涅耳入射角與折射角有什么定量關(guān)系呢？

1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳在分析了大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，找到了兩者之間的關(guān)系，并把它總結(jié)為光的折射定律（refractionlaw）：6、入射角的正弦和折射角的正弦成正比

=n12比例常數(shù)斯涅耳定律光的折射定律

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:光的折射定律的說(shuō)明：（1）折射現(xiàn)象中光路是可逆的；（2）光的傳播方向:光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向一般要發(fā)生變化。并非一定變化,當(dāng)光垂直界面入射時(shí),傳播方向就不發(fā)生變化。（3）光的傳播速度:光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),傳播速度一定發(fā)生變化,當(dāng)光垂直界面入射時(shí),光的傳播方向雖然不變,但也屬于折射,光傳播的速度發(fā)生變化。說(shuō)明：（1）n的大小與θ1和θ2無(wú)關(guān)，與介質(zhì)和入射光的頻率有關(guān)，對(duì)于確定的介質(zhì)，n是定值，不能說(shuō)n∝sinθ1或n∝1/sinθ2，（2）折射率無(wú)單位，任何介質(zhì)的折射率皆大于1。2.定義式:三、折射率1.定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱(chēng)折射率。用符號(hào)n表示。ncv=（3）折射率反映介質(zhì)對(duì)光的偏折作用，n越大光線偏折越厲害。(4)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),折射角與入射角的大小關(guān)系不要一概而論,要視兩種介質(zhì)的折射率大小而定。(5)當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí),入射角大于折射角,當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí),入射角小于折射角。幾種介質(zhì)的折射率：介質(zhì)折射率金剛石2.42二氧化碳1.63介質(zhì)折射率巖鹽1.55酒精1.36水晶1.55玻璃1.5-1.8水1.33空氣1.00028真空的折射率為1，空氣的折射率近似為1正誤判斷(1)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向就會(huì)變化。（

）(2)介質(zhì)的密度越大,其折射率一定也越大。（

）(3)光從真空斜射入任何介質(zhì)時(shí),入射角均大于折射角。(4)折射定律是確定折射光線位置的規(guī)律。（

）(5)光的折射率隨入射角增大而增大。（

）

×××√√（

）例1.(多選)關(guān)于光的反射與折射,下列說(shuō)法正確的是(

)A.光發(fā)生反射時(shí),光的傳播方向不一定改變B.光發(fā)生反射時(shí),光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C.光發(fā)生反射時(shí),光的傳播方向一定改變D.光發(fā)生折射時(shí),一定伴隨著反射現(xiàn)象解析

光發(fā)生反射時(shí),光的傳播方向一定發(fā)生改變,且可以改變90°,A項(xiàng)錯(cuò),B、C兩項(xiàng)對(duì);發(fā)生折射時(shí),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項(xiàng)對(duì)。答案

BCD例2、光線以30°的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成90°夾角，則玻璃的折射率為多少？rβ⌒⌒i⌒玻璃空氣例3.光線以60°的入射角從空氣射入玻璃中,折射光線與反射光線恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108m/s)(1)畫(huà)出折射光路圖;(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的傳播速度大小;(3)當(dāng)入射角變?yōu)?5°時(shí),折射角的正弦值是多大?(4)當(dāng)入射角增大或減小時(shí),玻璃的折射率是否變化?解析

(1)由題意知入射角θ1=60°,反射角θ'=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,光路圖如圖所示。(4)折射率不會(huì)變化,折射率由介質(zhì)和入射光線的頻率決定,跟入射角的大小無(wú)關(guān)。比實(shí)際物體位置偏上，看起來(lái)比實(shí)際深度淺。想一想：水下的魚(yú)看起來(lái)比實(shí)際的深度深還是淺？高水看到的氣球在折射光線的反向延長(zhǎng)線上.

空氣在水下看水面上的物體比實(shí)際位置高還是低？三、實(shí)驗(yàn)測(cè)玻璃折射率：1.實(shí)驗(yàn)原理：空氣玻璃i=?r=?界面法線2.實(shí)驗(yàn)器材：玻璃磚、

白紙、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程：ir光線從空氣中以入射角i射在玻璃磚的上表面上，穿過(guò)玻璃磚后，又射入空氣中。如果玻璃磚的上下表面是平行的，求光線從玻璃磚射出后的傳播方向。1234思考1：人們看水中的物體為什么位置偏上？從上向下看,是否正上方？偏向觀察者請(qǐng)解釋?zhuān)?/p>

水中的筷子為什么看起來(lái)變彎了PP′請(qǐng)解釋?zhuān)?/p>

水中的筷子為什么看起來(lái)變彎了思考2：井中的青蛙看岸上的物體的位置偏向哪里？是否正上方？偏向上方。偏向觀察者。井中的青蛙看井口的寬度是偏大還是偏??？偏小。例：如圖所示，井口大小和深度相同的兩口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口之下)，兩井底部各有一只青蛙，則(

)A．水井中的青蛙覺(jué)得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B．枯井中的青蛙覺(jué)得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C．水井中的青蛙覺(jué)得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D．兩只青蛙覺(jué)得井口一樣大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B思考2：假設(shè)地球表面不存在大氣層,那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比,A.將提前

B.將延后C.在某些地區(qū)將提前,在另一些地區(qū)將延后

D.不變SS′有大氣，看到太陽(yáng)更早沒(méi)有大氣，將遲一些看到太陽(yáng)思考2：假設(shè)地球表面不存在大氣層,那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比,A.將提前

B.將延