4.1 光的折射定律 课件

课件32张PPT。高中物理·选修3-4·鲁科版第4章　光的折射与全反射
第1讲　光的折射定律[目标定位]　1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系.3.会依据光的折射定律作出光路图.4.会用插针法测定玻璃的折射率．改变 正弦 正弦 3．光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是
的．
4．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的
跟折射角r的 的比值n，叫做这种介质的折射率．可逆正弦正弦偏折 大 真空 这种介质 三、测量介质的折射率
原理：用插针法确定光路，根据光的 计算出折射率．
四、对折射现象的解释
1．现象：水中的物体看起来比实际要浅．
2．色散现象
红光的传播速度最 ，折射率最 ；紫光的传播速度最 ，折射率最 .折射定律大小小大一、对折射率的理解
1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．解析　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；由于真空中的光速是个定值，故n与v成反比是正确的，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确．
答案　CD借题发挥　折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比．3.实验步骤：(1)如图4－1－1所示，将白纸用图钉钉在平木板上．图4－1－1(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′.(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者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本身及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．
(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向．4．注意事项
(1)实验中，玻璃砖在纸上位置不可移动．
(2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用．
(3)大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差．(4)实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过大．
(5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光和入射光不平行，同样能测出折射率．【例2】　用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图4－1－2所示．
图4－1－2(1)在本题的图上画出所需的光路；
(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，________，在图上标出它们；
(3)计算折射率的公式是________．
解析　(1)如图所示，画出通过P1，P2的入射光线，交AC面于O，画出通过P3，P4的出射光线交AB面于O′.则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．答案　见解析【例3】　如图4－1－3所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°.已知光在真空中的传播速度为c.
求：(1)该介质对光的折射率；
(2)光在该介质中的传播速度．图4－1－3【例4】　如图4－1－4，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN，与光屏的距离为L，棱镜对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2.一束很细的白光由棱镜的侧面AB垂直射入，直接到达AC面并射出．画出光路示意图，并标出红光和紫光射在光屏上的位置，求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离．
图4－1－4解析　光路如图所示．红光和紫光在AC
面上的入射角相同，设为i，折射角分别
为r1和r2，它们射到屏上的位置离O点的
距离分别为d1和d2.由折射定律得
n1sin i＝sin r1
①
n2sin i＝sin r2
②借题发挥　1.光的颜色由光源的频率决定，与介质无关，与波长无关，介质中的光速由介质和光的频率共同决定．
2．白光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，七种色光的特性差异可以用下表表示出来.再见