技術(shù)物理下冊(cè)（第三版）11-1 光的折射學(xué)習(xí)課件

11-1

光的折射現(xiàn)象與思考光的折射折射定律折射率光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)折射定律常用公式形式現(xiàn)象與思考當(dāng)我們?cè)谑M水的容器中放進(jìn)一支筷子時(shí)，筷子在進(jìn)入水面處發(fā)生明顯的彎折，如圖11.1-1所示。為什么筷子會(huì)“彎折”？圖11.1-1水中的筷子會(huì)“彎折”

將一枚硬幣放在容器底，我們從某一角度觀察時(shí)，看不到容器底的硬幣，保持眼睛和容器的位置不變，逐漸向容器中注入清水，當(dāng)水面上升到一定高度時(shí)我們就能看見容器底部的硬幣了，如視頻11.1-1。為什么硬幣會(huì)變淺呢？

造成上面的實(shí)驗(yàn)中視覺效果的原因，是因?yàn)楣鈴囊环N介質(zhì)（如空氣）進(jìn)入另一種介質(zhì)（如水或玻璃）時(shí)，其傳播方向發(fā)生了改變。一、光的折射

1.

概念

光從一種均勻介質(zhì)射入另一種均勻介質(zhì)時(shí)，傳播方向在界面發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為光的折射。2.說明⑴

光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)中；⑵

傳播方向在界面發(fā)生改變。二、折射定律1.光的折射光的折射定律演示實(shí)驗(yàn)如視頻11.1-2

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

當(dāng)改變?nèi)肷涔獾姆较驎r(shí)，反射光、折射光的方向也都發(fā)生改變,但入射角正弦和對(duì)應(yīng)的折射角正弦之比保持不變。3.折射定律

(1)光在兩種介質(zhì)界面發(fā)生折射;(2)折射光線、入射光線和界面法線在同一平面內(nèi);

(3)折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；

(4)

入射角正弦與折射角之比為一常數(shù)。3.折射定律

(1)光在兩種介質(zhì)界面發(fā)生折射;(2)折射光線、入射光線和界面法線在同一平面內(nèi);

(3)折射光線、入射光線分居法線兩側(cè)；

(4)

入射角正弦與折射角之比為一常數(shù)。4.公式圖11.1-3說明(1)光的折射現(xiàn)象中，光路可逆；(2)理論和實(shí)驗(yàn)都證明：

注：v1和v2

分別是光在介質(zhì)1、2（圖11.1-3）

中的傳播速度，且光從介質(zhì)1斜射入介質(zhì)2。三、折射率1.

概念

光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角α

的正弦與折射角γ

的正弦之比值，稱為這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率，用n表示。2.

關(guān)于折射率的說明（1）介質(zhì)不同折射率一般不同；⑶在介質(zhì)中速度越小，折射率越大，反之越小。⑷介質(zhì)的折射率是比值無單位，且總大于1。⑸介質(zhì)折射率越大，光進(jìn)入該介質(zhì)的偏折程度也越大。折射率可用來比較各種介質(zhì)偏折光線的程度。⑵實(shí)驗(yàn)證明，介質(zhì)的折射率等于光在真空中的速度c與光在介質(zhì)中傳播速度v之比。即金剛石

2.42各種玻璃1.5～2.0水晶

1.54有機(jī)玻璃

1.49甘油1.47

螢石

1.43

酒精

1.36

乙醚

1.35

水

1.33

空氣

1.0003幾種介質(zhì)的折射率則有或四、折射定律常用公式形式1.

推導(dǎo)過程當(dāng)光從折射率n1

的介質(zhì)進(jìn)入折射率為n2的介質(zhì)。由可得：根據(jù)則2.

折射定律常用公式形式或

上式就是折射定律常用的形式。五、光密介質(zhì)與光疏介質(zhì)1.概念

兩種介質(zhì)相比較，折射率較小的，稱為光疏介質(zhì)；折射率較大的稱為光密介質(zhì)。2.說明⑴光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的；⑵光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角，折射光線靠近法線；反之，則相反；⑶光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，折射光線遠(yuǎn)離法線。

例題1

游泳池水深h，垂直水面往下看，其視深h′為多少？（設(shè)水的折射率為n）

解：從池底一點(diǎn)S

發(fā)出兩條光線，一條垂直射出水面，另一條入射角為α，折射角為γ。這兩條光線折射光線的反向延長線的交點(diǎn)S'即S的像，像的深度變淺了。圖11.1-3在△ASO中，在△AS′O中，因?yàn)镺S=h，OS′=h′，所以則垂直水面往下看時(shí)，α、γ都很小，所以

例題2

有一長方形容器，高30

cm,寬40

cm,在容器的底部平放一把長40

cm

的刻度尺，人眼在容器右側(cè)S

點(diǎn)觀察，視線沿著SA

斜向下剛好看到刻度尺R的左端零刻度O

點(diǎn)，現(xiàn)保持眼睛的位置不變，向容器內(nèi)倒入某種液體，當(dāng)容器中盛滿某種液體時(shí)，人眼恰能看到刻度尺上20

cm

處（B

點(diǎn)），試求容器中液體的折射率n。

分析：由題中所給條件，不倒液體時(shí)，SA連線直指零刻度O點(diǎn)倒入液體后，刻度尺上20cm的B處發(fā)出一條光線入射到液體和空氣的交界面上的A

點(diǎn)，折射后沿AS

進(jìn)入眼睛，如圖11.1-4所示。解：根據(jù)光路可逆原理，光線可由SA方向入射，折射后沿AB方向。則圖11.1-4此例告訴了我們一種測量液體折射率的簡便方法。圖11.1-4練習(xí)

1.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做__________。

2.光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)時(shí)，折射角

入射角；當(dāng)光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，折射角____入射角；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向________。

光的折射小于大于不改變

4．當(dāng)光從________斜射入________時(shí)折射光線將偏離法線，這時(shí)折射角________于入射角。

大于光密介質(zhì)光疏介質(zhì)3.漁民在叉魚時(shí)，漁夫看到的魚是真實(shí)的魚的____像，這是因?yàn)?，魚反射的光從_____射到______中發(fā)生了_______現(xiàn)象的緣故。漁夫看到魚時(shí)，魚也看到漁夫，這是因?yàn)樵诠獾腳______現(xiàn)象中光路是____的。虛

水中空氣

折射折射可逆

6．古詩詞中有許多描述光學(xué)現(xiàn)象的詩句，如“潭清疑水淺”說的就是光的_____