高中物理沪教版（2019）选择性必修一 课件 4.1 光的折射(共23张PPT)

(共23张PPT)
第四章 光及其应用
1.光的折射
三日同辉
新课引入
光的折射
介质1
介质2
光从空气射向另一种介质时，会有一部分光返回到空气中，这个现象是光的反射；另一部分光进入介质中，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射。
探究光的折射定律
一
知能提升
探究一：折射角与入射角的关系
入射角/度
折射角/度
20
15
30
20
70
40
1光从空气斜射入玻璃
情景1
玻璃
空气
r i
r
探究活动:
实验结论：当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，且折射角随入射角的增大而增大。
1光从空气斜射入玻璃
入射角/度
折射角/度
15
20
20
30
40
70
1光从玻璃斜射入空气
情景2
1光从玻璃斜射入空气
实验结论：当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角，且折射角随入射角的增大而增大。
玻璃
r
i > r
空气
i
探究活动:
探究二：在折射现象中光路是否可逆
实验结论：在光的折射现象中，光路可逆。
探究三：折射光线是否与入射光线分居于法线两侧
实验结论：折射光线与入射光线分居于法线两侧。
探究四：折射光线与入射光线、法线是否在同一平面内。
实验结论：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，
即： n
式中n是一个常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。
1621年荷兰数学家斯涅耳分析了大量的实验数据后，找到了两者之间的关系，并把它总结为光的折射定律：
分析与论证：
惠更斯认为，光的折射是因为光波在界面两侧不同的介质中有不同的传播速度
请根据惠更斯原理，用作图法和几何法证明：
c·t
v·t
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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号 n 表示.
2.定义式： n
光在不同介质中的传播速度不同；某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度 c 与光在这种介质中的传播速度 v 之比.
注意：真空折射率为1，空气折射率近似为1，且大于1。
折射率
二
知能提升
3. 说明：
（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定的介质，n是定值.
（1）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1.
（3）物理意义——反映介质对光的偏折能力的大小.
（4）折射的原因——光在不同介质中的速度不同.
真空折射率=1
在同一种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，红光的传播速度最大，折射率最小；紫光的传播速度最小，折射率最大。
当一束白光射入三棱镜时，由于白光中不同色光的折射率不同，偏折程度就不同，紫光偏折程度最大，红光偏折程度最小，经三棱镜折射后，会出现色散现象。
牛顿首次观察到三棱镜把太阳光分成连续分布的七种色光。
例.如图一个储油桶的底面直径与高均为d．当桶内没有油时，从某点Ａ恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶低上的点C，CB两点相距 ．求油的折射率和光在油中传播的速度。
B
A
d
C
O
D
N
N′
θ2
典例精析
解析：因为底面直径与桶高相等，所以θ1=
一、探究光的折射定律： n
二、折射率：n
课堂小结
1.(多选)关于光的反射与折射，下列说法正确的是 ( 　　)
A.光发生反射时，光的传播方向不一定改变
B.光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°
C.光发生反射时，光的传播方向一定改变
D.光发生折射时，一定伴随着反射现象
解析：发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A项错，B、C两项对；发生折射时,一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，D项对。
BCD　
跟踪练习
2.一条光线以40° 的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射,一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是(　　)
A.小于40° B.在50°~100°之间
C.在100°~140°之间 D.大于140°
解析：由 >1得折射角θ2<θ1=40°,由反射定律得θ3=θ1=40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ=180°-θ3-θ2=140°-θ2，所以100°<φ<140°，故选项C正确。
C
3.(多选)一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1=30° ，折射角θ2=60° ，折射光路如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.此介质折射率为
B.此介质折射率为
C.相对于空气此介质是光密介质
D.光在介质中的速度比在空气中大
BC　
解析：由入射角、折射角及折射定律的含义知n= ，则此介质比空气的折射率大，故相对于空气为光密介质，又由n= 知D项错误。
4.(多选)关于光的折射,下列说法错误的是(　 　)
A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内
B.入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内
C.入射角总大于折射角
D.光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角
解析：根据折射定律，入射光线、折射光线和法线一定在同一平面内，选项B错误；入射角不一定总大于折射角，选项C错误。
BC　
5.一束光线与水面方向成30° ，从空气射入水中,其反射光线和折射光线恰好垂直，则反射角和折射角分别为(　　)
A.30° ，30° B.60° ，60°
C.60° ，30° D.30° ，60°
解析：画光路图如图所示，入射角与反射角相等,故入射角为60°反射角也为60°，故选项A、D错误；由几何知识,折射角为30° ，故选项B错误， C正确。
C　
本节内容结束