【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

4.1光的折射物理人教版（新教材）選擇性必修第一冊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，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、當光從空氣斜射入玻璃中時，折射角小于入射角玻璃4、當光從玻璃斜射入空氣中時，折射角大于入射角5、當入射角增大時，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驗數(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)進入另一種介質(zhì)時,傳播方向一般要發(fā)生變化。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。（3）光的傳播速度:光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,傳播速度一定發(fā)生變化,當光垂直界面入射時,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。說明：（1）n的大小與θ1和θ2無關(guān)，與介質(zhì)和入射光的頻率有關(guān)，對于確定的介質(zhì)，n是定值，不能說n∝sinθ1或n∝1/sinθ2，（2）折射率無單位，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，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。用符號n表示。ncv=（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。(4)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(guān)系不要一概而論,要視兩種介質(zhì)的折射率大小而定。(5)當光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時,入射角大于折射角,當光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時,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)進入另一種介質(zhì)時傳播方向就會變化。（

）(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,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)象解析

光發(fā)生反射時,光的傳播方向一定發(fā)生改變,且可以改變90°,A項錯,B、C兩項對;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項對。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)當入射角變?yōu)?5°時,折射角的正弦值是多大?(4)當入射角增大或減小時,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,跟入射角的大小無關(guān)。比實際物體位置偏上，看起來比實際深度淺。想一想：水下的魚看起來比實際的深度深還是淺？高水看到的氣球在折射光線的反向延長線上.

空氣在水下看水面上的物體比實際位置高還是低？三、實驗測玻璃折射率：1.實驗原理：空氣玻璃i=?r=?界面法線2.實驗器材：玻璃磚、

白紙、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器3.實驗過程：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？偏向觀察者請解釋：

水中的筷子為什么看起來變彎了PP′請解釋：

水中的筷子為什么看起來變彎了思考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，看到太陽更早沒有大氣，將遲一些看到太陽思考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刻與存在大氣層的情況相比,A.將提前

B.將延