4.1光的折射 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共23张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.1光的折射 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册(共23张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 39.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-26 21:29:16 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第四章 光
第1节 光的折射
生活中折射现象
平面镜
入射光线
反射光线
法线
入射角
反射角
A
B
1、光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，一部分光返回到第1种介质的现象。
（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面上
（2）反射光线和入射光线分居法线两侧
（3）反射角等于入射角
光路可逆
回顾复习——光的反射
2、光的反射定律
① 折射光线、入射光线、法线在同一平面内.
② 折射光线和入射光线分居法线两侧
1、光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫做光的折射。
θ1
θ2
空气
玻璃
折射光线
入射光线
2、光的折射规律
一、光的折射定律
③光的折射也满足光路可逆原理
④当入射角增大时，折射角也随着增大
空气
四、生活中的折射现象
结论：鱼应该向虫子的下方喷水
像的位置高了
生活中折射现象
解释现象2
思考：若光从一种介质射向另一种介质，除了反射还会发生什么现象呢？
情景导引——见物思理
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。
像的位置高了
：铅笔弯折之谜
有什么定量的规律吗？
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：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： n12
n12是一个与介质光学性质有关的常数。它是一个反映介质光学性质的物理量，由两种介质自身决定。
斯涅耳
一、光的折射定律
折射现象中光路是可逆
n12
n12相对折射率
一、光的折射定律
1.如何利用n12判断两种介质对光线的折射本领？
2.如果n12确定是空气和水的相对折射率，n34是酒精和玻璃的相对折射率，那么水和酒精相比谁的折射率大一些？
3.光从真空射入水中时，n ＝ 1.33 ；光从真空射入某种玻璃时，n ＝ 1.50，那么玻璃对光线的折射本领变强了？
4.如何利用一个物理量去判断介质对光的折射效果？
水
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
sinθ1
sinθ2
n ＝
真空角
介质角
二 、折射率
2、物理意义---反映介质对光的偏折能力的大小
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之比：
c
v
n=
（n＞1）
注意：空气通常可作真空处理
波的折射定律：
二 、折射率
②折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。
3、说明：
①n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，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2
相同入射角，但折射角不同
二 、折射率
4、深度思考：绝对折射率的决定因素
结论：
1、绝对折射率与介质有关
2、书中表格里的折射率其实是特定光的频率（平均频率）。不仅与介质有关，与光波的频率（波长）也有关系
3、折射率也和温度有关。
介 质 折射率 介 质 折射率
金刚石 2.42 岩 盐 1.55
二氧化碳 1.63 酒 精 1.36
玻 璃 1.5-1.8 水 1.33
水 晶 1.55 空 气 1.00028
几种介质的折射率（λ ＝ 589.3 nm t ＝ 20 ℃）
二、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率
三、实验器材
长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。
一、实验目的
测定玻璃的折射率。
三、实验：测量玻璃的折射率
方法1——平均值法
用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，算出不同入射角时 的比值 ，最后求出平均值，即为玻璃砖的折射率。
方法2——图象法
以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标，建立直角
坐标系，如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原
点的直线。斜率k即玻璃砖折射率。
三、实验：测量玻璃的折射率
四、数据处理
四、实验：测量玻璃的折射率
1.玻璃砖的宽度应该比较大，大头针之间的距离适当大，入射角尽量大。
2.不用手触碰光学面、不直接拿笔划光学面。
五、注意事项：
SS′有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳应用：蒙气差现象四、应用和实践问题6：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两点距离 d/4．求油的折射率和光在油中传播的速度。
Ｂ
Ａ
d
C
O
D
N
Nˊ
θ2
新课讲授
解：
四 、应用和实践
问题1：定性的画出一束光线从空气打在玻璃砖上时光线的传播过程（包括反射和折射）。
三 、应用和实践
结论：
平行玻璃砖的上下表面的出射光线与入射光线是平行的，但出射光线相对于入射光线有侧移。
思考：
平行玻璃砖的厚度为d,入射角玻璃的折射率n，求出射光线相对于入射光线的侧移量。
问题2：下列定性的画出一束光线从空气打在半圆形玻璃砖上时光线的折射传播过程，正确的是？
三 、应用和实践
要点：
一定要先做法线（与界面垂直且用虚线表示），牢记在折射率小的介质里对应的角度大，在折射率大的介质中对应的角度小。
问题5：如 图所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n= 的玻璃表面。
（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？
（2）当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？
三 、应用和实践
问题7：河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大？（设水的折射率为n）
三 、应用和实践
知识总结
一、折射定律
（1）三线共面；
（2）分居法线
（3）
二、折射率
（1）反映了介质对光的偏折作用
（2）定义： （真空进入介质）（n>1）
（3）决定式：
（4）相对折射率：=
二 、折射率
4、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）
方法3——画圆法
在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点、OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图 所示。由于 ，且CO＝DO，
所以折射率 。
第四章 光
第1节 光的折射
生活中折射现象
平面镜
入射光线
反射光线
法线
入射角
反射角
A
B
1、光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，一部分光返回到第1种介质的现象。
（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面上
（2）反射光线和入射光线分居法线两侧
（3）反射角等于入射角
光路可逆
回顾复习——光的反射
2、光的反射定律
① 折射光线、入射光线、法线在同一平面内.
② 折射光线和入射光线分居法线两侧
1、光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫做光的折射。
θ1
θ2
空气
玻璃
折射光线
入射光线
2、光的折射规律
一、光的折射定律
③光的折射也满足光路可逆原理
④当入射角增大时，折射角也随着增大
空气
四、生活中的折射现象
结论：鱼应该向虫子的下方喷水
像的位置高了
生活中折射现象
解释现象2
思考：若光从一种介质射向另一种介质，除了反射还会发生什么现象呢？
情景导引——见物思理
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。
像的位置高了
：铅笔弯折之谜
有什么定量的规律吗？
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：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： n12
n12是一个与介质光学性质有关的常数。它是一个反映介质光学性质的物理量，由两种介质自身决定。
斯涅耳
一、光的折射定律
折射现象中光路是可逆
n12
n12相对折射率
一、光的折射定律
1.如何利用n12判断两种介质对光线的折射本领？
2.如果n12确定是空气和水的相对折射率，n34是酒精和玻璃的相对折射率，那么水和酒精相比谁的折射率大一些？
3.光从真空射入水中时，n ＝ 1.33 ；光从真空射入某种玻璃时，n ＝ 1.50，那么玻璃对光线的折射本领变强了？
4.如何利用一个物理量去判断介质对光的折射效果？
水
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
sinθ1
sinθ2
n ＝
真空角
介质角
二 、折射率
2、物理意义---反映介质对光的偏折能力的大小
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之比：
c
v
n=
（n＞1）
注意：空气通常可作真空处理
波的折射定律：
二 、折射率
②折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。
3、说明：
①n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，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2
相同入射角，但折射角不同
二 、折射率
4、深度思考：绝对折射率的决定因素
结论：
1、绝对折射率与介质有关
2、书中表格里的折射率其实是特定光的频率（平均频率）。不仅与介质有关，与光波的频率（波长）也有关系
3、折射率也和温度有关。
介 质 折射率 介 质 折射率
金刚石 2.42 岩 盐 1.55
二氧化碳 1.63 酒 精 1.36
玻 璃 1.5-1.8 水 1.33
水 晶 1.55 空 气 1.00028
几种介质的折射率（λ ＝ 589.3 nm t ＝ 20 ℃）
二、实验原理
用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的出射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率
三、实验器材
长方形玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、三角板(或直尺)、铅笔。
一、实验目的
测定玻璃的折射率。
三、实验：测量玻璃的折射率
方法1——平均值法
用量角器量出入射角θ1和折射角θ2，算出不同入射角时 的比值 ，最后求出平均值，即为玻璃砖的折射率。
方法2——图象法
以sinθ1值为横坐标、以sinθ2值为纵坐标，建立直角
坐标系，如图所示。描数据点，过数据点连线得一条过原
点的直线。斜率k即玻璃砖折射率。
三、实验：测量玻璃的折射率
四、数据处理
四、实验：测量玻璃的折射率
1.玻璃砖的宽度应该比较大，大头针之间的距离适当大，入射角尽量大。
2.不用手触碰光学面、不直接拿笔划光学面。
五、注意事项：
SS′有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到太阳应用：蒙气差现象四、应用和实践问题6：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两点距离 d/4．求油的折射率和光在油中传播的速度。
Ｂ
Ａ
d
C
O
D
N
Nˊ
θ2
新课讲授
解：
四 、应用和实践
问题1：定性的画出一束光线从空气打在玻璃砖上时光线的传播过程（包括反射和折射）。
三 、应用和实践
结论：
平行玻璃砖的上下表面的出射光线与入射光线是平行的，但出射光线相对于入射光线有侧移。
思考：
平行玻璃砖的厚度为d,入射角玻璃的折射率n，求出射光线相对于入射光线的侧移量。
问题2：下列定性的画出一束光线从空气打在半圆形玻璃砖上时光线的折射传播过程，正确的是？
三 、应用和实践
要点：
一定要先做法线（与界面垂直且用虚线表示），牢记在折射率小的介质里对应的角度大，在折射率大的介质中对应的角度小。
问题5：如 图所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n= 的玻璃表面。
（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？
（2）当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？
三 、应用和实践
问题7：河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度为多大？（设水的折射率为n）
三 、应用和实践
知识总结
一、折射定律
（1）三线共面；
（2）分居法线
（3）
二、折射率
（1）反映了介质对光的偏折作用
（2）定义： （真空进入介质）（n>1）
（3）决定式：
（4）相对折射率：=
二 、折射率
4、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）
方法3——画圆法
在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点、OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图 所示。由于 ，且CO＝DO，
所以折射率 。