4.1光的折射課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

4.1光的折射折射率測量玻璃的折射率折射原理射水魚在水中能準(zhǔn)確射中水面上不遠(yuǎn)處的小昆蟲。水中的魚看到小昆蟲在什么位置？是在昆蟲的上方還是下方？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)象一、折射定律1.光的反射與折射：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光會(huì)返回到第1種介質(zhì)，這個(gè)現(xiàn)象叫作光的反射；另一部分光會(huì)進(jìn)入第2種介質(zhì)，這個(gè)現(xiàn)象叫作光的折射。2.反射定律：反射光線與入射光線、法線在同一平面內(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。在光的反射與折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。3.折射定律：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(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。n12與入射角、折射角大小無關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)二、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)的絕對折射率，簡稱折射率。cυ2.定義式:3.說明：（1）n反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，只與介質(zhì)有關(guān)。（2）任何介質(zhì)的絕對折射率均大于1介質(zhì)折射率介質(zhì)折射率金剛石2.42巖鹽1.55二氧化碳1.63酒精1.36玻璃1.5-1.8水1.33水晶1.55空氣1.00028（3）折射率反映介質(zhì)對光的偏折作用，n越大光線偏折越厲害。【例題】如圖一個(gè)儲油桶的底面直徑與高均為d．當(dāng)桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)Ａ恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)Ｂ。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶低上的點(diǎn)C，ＣＢ兩點(diǎn)距離d/4．求油的折射率和光在油中傳播的速度。ＢＡdCODNNˊθ2小結(jié)：水中的魚看到小昆蟲在什么位置？是在昆蟲的上方還是下方？我們看水下的魚看起來比實(shí)際的深度深還是淺？三、實(shí)驗(yàn)：測量玻璃的折射率3.實(shí)驗(yàn)器材：長方形玻璃磚、白紙、木板、大頭針、圖釘、量角器、三角板(或直尺)、鉛筆。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定玻璃的折射率。2.實(shí)驗(yàn)原理：用插針法確定光路，找出跟入射光線相對應(yīng)的出射光線，用量角器測入射角θ1和折射角θ2，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率。4.實(shí)驗(yàn)步驟：1．用圖釘把白紙固定在木板上．2．在白紙上畫一條直線aa′，并取aa′上的一點(diǎn)O為入射點(diǎn)，作過O的法線NN′.3．畫出線段AO作為入射光線，并在AO上插上P1、P2兩根大頭針．4．在白紙上放上玻璃磚，使玻璃磚的一條長邊與直線aa′對齊，并畫出另一條長邊的對齊線bb′.4.實(shí)驗(yàn)步驟：5．眼睛在bb′的一側(cè)透過玻璃磚觀察兩個(gè)大頭針并調(diào)整視線方向，使P1的像被P2的像擋住，然后在眼睛這一側(cè)插上大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，再插上P4，使P4擋住P3和P1、P2的像．6．移去玻璃磚，拔去大頭針，由大頭針P3、P4的針孔位置確定出射光線O′B及出射點(diǎn)O′，連接O、O′得線段OO′.4.實(shí)驗(yàn)步驟：7．用量角器測量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.8．改變?nèi)肷浣牵貜?fù)實(shí)驗(yàn)，算出不同入射角時(shí)的，并取平均值．5.數(shù)據(jù)處理：1．平均值法算出不同入射角時(shí)的比值，最后求出在幾次實(shí)驗(yàn)中所測的平均值，即為玻璃磚的折射率。2．圖象法

以sinθ1值為橫坐標(biāo)、以sinθ2值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，如圖所示。描數(shù)據(jù)點(diǎn)，過數(shù)據(jù)點(diǎn)連線得一條過原點(diǎn)的直線。求解圖線斜率k，則，故玻璃磚折射率。3．作圖法

在找到入射光線和折射光線以后，以入射點(diǎn)O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點(diǎn)、OO′(或OO′的延長線)交于D點(diǎn)，過C、D兩點(diǎn)分別向NN′作垂線，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的長，如圖所示。由于，且CO＝DO，所以折射率6.注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點(diǎn)之間，P3與P4之間，P3與O′點(diǎn)之間距離要稍大一些。(2)入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)在操作時(shí)，手不能觸摸玻璃磚的光潔面。更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。6.注意事項(xiàng)：(4)在實(shí)驗(yàn)過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。(5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5cm以上。若寬度太小，則測量誤差較大。7.誤差分析：(1)入射光線和出射光線確定得不夠精確，因此要求插大頭針時(shí)，兩大頭針間距應(yīng)適當(dāng)大一些。(2)入射角和折射角的測量造成誤差，故入射角應(yīng)適當(dāng)大些，以減小測量的相對誤差。小結(jié)：一、光的折射1．光的折射(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)，一部分光進(jìn)入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象。(2)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(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。二、折射率1．定義