4.1光的折射 课件 (共32张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共32张PPT)
4.1光的折射
水中的鱼看到小昆虫是在昆虫实际位置的上方还是下方？
问题1:为什么昆虫不在实际位置？
问题2:该如何确定昆虫得位置？
问题3:这个现象蕴含着什么物理规律呢？
光的反射：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时一部分光返回到第1种介质的现象。
反射光线有何规律？
光的折射：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时另一部分光会进入第2种介质现象。
折射光线有何规律？
空气
水
入射光线
反射光线
折射光线
法线
入射角
反射角
折射角
界面
反射和折射同时存在
折射角与入射角有什么关系？
描述下折射角与入射角的变化关系
入射角
10
30
40
50
60
70
80
折射角
6.6
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
1.51
1.54
1.57
1.63
1.70
1.80
1.95
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
实验结果
数据记录
入射角正弦和折射角正弦比值相等
斯涅耳定律
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；
光由空气射入玻璃时入射角θ1和出射角θ2的数值表:
三、折射率：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.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
真空折射率 = 1
1.定义式
2.物理意义：反映介质对光的偏折能力的大小
4.折射原因：光在不同介质中的速度不同
三、折射率：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.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
真空折射率 = 1
1.定义式
2.物理意义：反映介质对光的偏折能力的大小
4.折射原因：光在不同介质中的速度不同
说明：
1.n的大小与介质本身的光学性质和光的频率决定。
2.折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。
1、一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示，求该介质的折射率
随堂练习
例.光线以60o的入射角从空气射入到玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.求玻璃的折射率和光在玻璃中传播的速度.（空气中的光速约等于真空中光速c）
例.光线以60o的入射角从空气射入到玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.求玻璃的折射率和光在玻璃中传播的速度.（空气中的光速约等于真空中光速c）
i
解析：入射角为60°，由题中折射光线与反射光线恰好垂直可知：折射角为30°
光的折射
将空气当作在真空处理，折射率≈1
二 、折射率
深度思考：绝对折射率的决定因素
问题： 白光经过三玻璃棱镜后为什么变成彩色光
结论：
1、绝对折射率不仅与介质有关，与光波的频率（波长）也有关系
2、相同介质，光波的频率越大则折射率也越大
3、书中表格里的折射率其实是特定光的频率（平均频率）
o
解释现象1
折射成像的原理是同一光点的折射光线或者其反向延长线的交点为该光点的像。
三 、应用和实践
像的位置高了
：铅笔弯折之谜
拓展：有经验的渔民在叉鱼时,要向看到的鱼的___方投叉,才能叉到鱼.
s
S′
下
三 、应用和实践
像的位置高了
空气
问题1：在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？
四、生活中的折射现象
三 、应用和实践
结论：不管是在外面向下看水里还是水里向上看外面，看到的都是
实像，并且该实像都在物体的上面且靠近观察者
像的位置高了
问题2：井中的青蛙看岸上的物体的位置偏向哪里？
偏向上方
井中的青蛙看井口的宽度是偏大还是偏小？
偏小
三 、应用和实践
牢记结论：
不管是在外面向下看水里还是水里向上看外面，看到的都是物体的实像，并且该实像都在物体的上面且靠近观察者
三 、应用和实践
魔术：消逝的硬币又
出现了
问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射到平行玻璃砖的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？
四、实验：测玻璃砖的折射率
用插针法确定光路。
玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器（圆规）
3、实验步骤：
2、实验器材：
1、实验原理：
折射率
（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）
（2）在白纸上画一条线aa’作为界面，过aa’上的一点O（作为入射点）画法线N’N,并画AO作为入射光线；
（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与aa’对齐，确定玻璃砖的另一界面bb’；
（6）连接OO’，空气到玻璃的入射角为∠AON’,折射角为∠NOO’，用量角器量出入射角和折射角，找出对应的正弦值；
（5）移去在大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线o’B. 使其与bb’交于o’；
（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P2、P1的像，记下P3、P4位置；
（7）取不同入射角重复实验。处理实验数据，整理实验器材。
5、注意事项：
（1）入射角一般取15o→75o为宜 （太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）
（2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）
（3）实验过程中，玻璃砖不能动（移动会改变光路图 ）
（4）不能触碰玻璃砖光学面（改变折射率）
严禁把玻璃砖当尺子用
（5）玻璃砖宽度在5cm以上
4、数据处理：
（1）量角法：量角度找正弦值(计算法、作图法)
（2）作图法：
1、以O为圆心画一个圆，
2、从圆与入射、出射光线交点作两条与法线垂直的线段
3、量出两条线段长度
4、两条线段长度之比就是玻璃砖折射率
单色光经玻璃砖后，
侧移而传播方向不变
实验：测玻璃砖的折射率
5、误差分析：
1)砖平移，aa’、bb’不动
2)砖平移，aa’不动、bb’动
3)砖aa’、bb’不平行
例1：某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸．
(1)下列哪些措施能够提高实验准确程度________．
A．选用两光学表面间距大的玻璃砖
B．选用两光学表面平行的玻璃砖
C．选用粗的大头针完成实验
D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些
AD
习题讲解
(2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图所示，其中实验操作正确的是________．
D
1
2
3
4
θ1
θ2
界面比玻璃砖更宽？
θ2偏大
3．用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa'和bb'，实验过程中不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在了如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将：
a
a’
b
b’
A．偏大 　
B．偏小
C．不变
D．无法确定
a
a’
b
b’
a
b
a’
b’
4.玻璃砖位置与所画直线不重合(厚度不符) 如图，而实验中其他操作均正确，则测得的折射率将：
A．偏大 　
B．偏小
C．不变
D．无法确定
5. 在做“测定玻璃的折射率”的实验中，如果画线aa'、bb'明显不平行，则对其他做法都正确的情况下，所测得的折射率将
a
b
a’
b’
A．偏大 　
B．偏小
C．不变
D．无法确定
海市蜃楼现象