1.光的反射和折射(共33张ppt)

(共33张PPT)
光的反射
光的折射
1　光的反射和折射
一、光的反射和折射
定义：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫光的反射；另一部分光会进入第2种介质，这个现象叫光的折射。
平面镜
入射光线
反射光线
法线
入射角
反射角
O
A
B
光路可逆
1．反射定律：
光从一种介质斜射入另一介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。
2.光的折射
光路可逆
θ1
θ2
空气
玻璃
N
N'
A
O
B
解释现象
P
P
人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。
空气
水
界面
A
A'
从水中看水面上的物体，物体比实际的高度要高
当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角
当光从水斜射入空气时，折射角大于入射角
空气
水
思考:入射角、折射角大小关系及与介质的关系 ？
光疏介质
光密介质
光密介质
光疏介质
1.51
1.50
1.51
1.50
1.51
1.49
40.6
80
38.6
70
35.1
60
30.7
50
25.2
40
19.6
30
1.49
13.3
20
1.49
6.7
10
sin θ1 /sin θ2
折射角θ2°
入射角θ1°
入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
思考：入射角和折射角有什么定量关系呢？
θ1
θ2
空气
玻璃
N
N'
A
O
B
a.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内.
b.折射光线和入射光线位于法线的两侧.
c.入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
光的折射定律
Sini/sinr
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
入射角i
10
20
30
40
50
60
70
80
折射角r
6.6
13.2
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
玻璃
水
折射角r
7.5
14.9
22.1
28.9
35.2
40.6
45
47.8
Sini/sinr
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
金刚石
折射角r
4.1
8.1
11.9
15.4
18.5
21
22.9
24
Sini/sinr
2.42
2.43
2.42
2.42
2.41
2.42
2.41
2.42
可看出：同一介质中入射角与折射角的正弦之比相等，但不同介质的比值不同
3.折射率
物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比n，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
物理意义：
是反映介质对光的偏折能力大小的物理量
是介质的光学性质，由介质本身决定，与入射角和折射角无关。
sinθ1
sinθ2
n=
（1）定义式
折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1(n>1)
（2）决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比：
n=
c
v
>1
光在不同介质的速度不同
光发生折射的原因:
1.如图1所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是
A.AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线
B.BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线
C.CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
D.条件不足，无法确定
√
图1
2.（手写板）　关于折射率，下列说法正确的是
2
3
4
D.同一频率的光由真空进入不同介质中时，折射率与光在介质中的波长成正比
√
1
解析（手写板）　介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错误；
由于真空中的光速c是定值，故折射率n与传播速度v成反比，选项C正确；
由于v＝λf，当频率f一定时，速度v与波长λ成正比，又折射率n与速度v成反比，故折射率n与波长λ也成反比，选项D错误.
1
2
3
4
4.（手写板）假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比
A.将提前
B.将延后
C.在某些地区将提前，在另一些地区将延后
D.不变
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
解析　如图所示，假设地球表面不存在大气层，则地球上M处的人只能等到太阳运动到S处才看见日出，而地球表面存在大气层时，太阳运动到S′处，阳光经大气层折射后射到M点，故M处的人在太阳运动到S′处就能看见日出，不存在大气层时观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比将延后，B正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5.如图3所示，把由同种材料(玻璃)制成的厚度为d的立方体A和半径为d的半球体B分别放在报纸上，从正上方(对B来说是最高点)竖直向下分别观察A、B中心处报纸上的字，下列说法正确的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图3
A.看到A中的字比B中的字高
B.看到B中的字比A中的字高
C.看到A、B中的字一样高
D.A中的字和B中的字比没有玻璃时的高
√
7.(2018·嘉兴高级中学高二第二学期期中)如图5所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a为30°.一束光线垂直于ab面射入棱镜，又从ac面射出.出射光线与入射光线之间的夹角为30°，则此棱镜材料的折射率是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图5
√
8.一储油桶的底面直径与高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，恰好看到桶底上的点C，两点C、B相距d/4。求油的折射率和光在油中的传播速度。
O
A
C
B
G
D
F
9.(折射率的计算)如图8所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出.已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传播速度为c.求：
(1)该棱镜材料的折射率；
1
2
3
4
1
2
3
4
解析　作出完整的光路如图所示.
根据几何关系可知φ＝∠B＝30°，
所以α＝60°.
又因为α＝θ＝60°，所以β＝γ.
β＋γ＝60°，故β＝γ＝30°.
已知∠A＝θ＝60°
φ
α
D
E
F
(2)光在棱镜中的传播速度.
1
2
3
4
10.如图10所示，△ABC为直角三角形棱镜的横截面，∠ABC＝30°.有一细光束MN射到AC面上，且MN与AC面的夹角也为30°，该光束从N点进入棱镜后再经BC面反射，最终从AB面上的O点射出，其出射光线OP与BC面平行.
(1)作出棱镜内部的光路图(不必写出作图过程)；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案　见解析图
解析　光路图如图所示：
(2)求出此棱镜的折射率.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析　根据折射定律
因为θ1＝θ4＝60°，所以θ3＝θ2.
又由几何关系知2θ3＝60°，所以θ3＝30°.
11.如图7所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β.从点光源S发出的细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向，当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为
√
解析　由题意可知，细光束SO经AC面折射后，折射光线垂直于BC，经平面镜
反射后，从AC面射出来，则恰好与SO重合，故此棱镜的折射率n＝
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12.现代高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向反射，使标志牌上的字特别醒目.这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图8所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 ，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是
A.15° B.30°
C.45° D.60°
图8
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析　已知入射光线和出射光线平行，所以光在三个界面上改变了传播方向，光线在玻璃珠的内表面反射时具有对称性，由此可作出光路图如图所示.
由几何关系可知i＝2r ①
由①②可得i＝60°.