(共24张PPT)
人教版普通高中物理 选择性必修第一册
4.1光的折射(一)
1551年4月,被敌人围困的马德堡城上空,出现了三个太阳。 城内的人非常恐慌,以为世界末日即将来临。出乎意料的是敌军马上撤退了。原来,敌军久攻不下,又见三日凌空,以为是老天不让攻打此城。 这一奇景挽救了全城人的性命。
筷子弯了
三日同辉醉斜阳
铅笔断了
白光色散了
观看视频并思考:为什么会出现三日同辉?加水之后为什么就能看到硬币了?
一、光的折射
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。
2.光的折射规律
①
三线共面,法线居中
②
折射角θ2随入折射角θ1的增大而增大
③
折射光路是可逆的
空气远,其他近
④
注:无论光是从空气射入水还是水射入空气 都有θ气>θ水
折射角θ2随入折射角θ1的增大而增大减小而减小,这只是定性关系。那么入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢?
人类经历了一千多年的时间,从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。
1621年,荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的定量关系。
斯涅耳(荷兰)
光由空气射入玻璃时入射角i和出射角r的数值表
i
r
空气
玻璃
N
N'
A
O
B
荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后,找到了i、r间的定量关系,并把它总结为光的折射定律(refraction law)
二、光的折射定律(斯涅耳定律)
1.折射光线、入射光线、法线在同一平面内;
2.折射光线、入射光线分居法线两侧。
3.入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
θ1
θ2
空气
玻璃
N
N'
A
O
B
式中 n12 是比例常数,它与入射角、折射角的大小无关,只与两种介质的性质有关。
(比值法定义)
1.定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率。
3.物理意义:反映介质的光学特性,即该介质对光的偏折能力的大小。
三、折射率
5.对折射率的理解
④七色光从红到紫二率n、f和偏折角依次增大,v、λ依次减小。
①折射率无单位,真空(空气)n=1,其它介质的折射率n>1。
⑤折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关。
a.同一种介质中,频率越大的光折射率越大,传播速度越小。
b.同一种光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同。
做一做、议一议,耳听为虚,眼见也未必为实!请根据光的折射定律尝试作出光路图解释以下现象:
1.水杯中的筷子弯了、铅笔断了;
2.从岸上看水中的鱼鱼变浅了;
3.水中的鱼看到岸上的树变高了;
4.由于大气层的存在日出提前了;
5.沙漠或海岸附近看到了海市蜃楼。
岸上观鱼鱼升高(变浅)
岸上观鱼“鱼升高”,水中观鸟“鸟变高”。
——看到的像都变高了
七色光从红到紫二率n、f和偏折角依次增大,紫光折射率最大偏折的“最狠”,红光折射率最小,偏折最小。
海市蜃楼
课堂精练
√
√
①无论是光的折射,还是反射,光路都是可逆的.( )
②入射角越大,折射率越大.( )
③若光从空气射入水中,它的传播速度一定增大.( )
④根据n=可知,介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比.( )
⑤因介质的折射率只由介质本身决定,故同种介质中红光和紫光的折射率一定相同.()
⑥同一种光在不同的介质中频率一定相同.()
√
×
×
√
2.判断正误
×
×
3.教材例题
√
S
s
i
α
i
h
H
分析:设一入射光的入射角i极小
O
A
例1.从真空(或空气)观察正下方折射率为n的介质中距液面深度为H的物体,其视深是多少?
视深问题
s
s
h
H
i
α
O
A
分析:设一入射光的入射角极小
例2.从折射率为n的介质中,观察正上方距液面高度为H的物体,其视高为nH。
视高问题
感谢聆听