13.1光的反射和折射 课件 (1)(28张PPT)
文档属性
| 名称 | 13.1光的反射和折射 课件 (1)(28张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 804.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-12-06 14:24:48 | ||
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文档简介
课件28张PPT。第十三章 光13.1 光的反射和折射1.理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关问题.
2.理解折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关计算.
3.会测定玻璃的折射率. 学习目标定位一、反射定律和折射定律问题设计皎洁的月光下，在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的倒影.同时，月光能够照亮水中的鱼和草，这说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，那么这两部分光的去向遵从什么规律呢？
答案 折射定律和反射定律.要点提炼1.光的反射
(1)反射现象：光从一种介质射到它与第二种介质的
时，一部分光会返回到第一种介质的现象.
(2)光的反射遵循反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 内，反射光线与入射光线分别位于
；反射角 入射角.
(3)在光的反射现象中，光路 .一、反射定律和折射定律分界面同一平面法线的两侧等于可逆2.光的折射
(1)光的折射现象
光从一种介质照射到两种介质的 时，一部分光
另一种介质并改变传播方向的现象，称为光的折射现象.一、反射定律和折射定律分界面进入(2)折射定律(如图1所示)
折射光线与入射光线、法线在 内，
折射光线与入射光线分别位于 ；
与 成正比，即
.(式中n12是比例常数)
(3)在光的折射现象中，光路 .一、反射定律和折射定律图1同一平面法线的两侧入射角的正弦折射角的正弦＝n12可逆3.注意：入射角、反射角和折射角不是光线与界面的夹角，而是光线与法线的夹角；光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化.一、反射定律和折射定律二、折射率问题设计光由真空以相同的入射角射向不同的介质时，折射角是不同的，为什么？
答案 因为不同介质对光的折射率不同. 要点提炼1.折射率
(1)定义式：n＝ .
(2)折射率与光速的关系：n＝ .
2.对折射率n的理解
(1)由于c＞v，故任何介质的折射率都 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.二、折射率大于(2)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由
及入射光的 决定，与入射角、折射角的大小 .
(3)θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原因是由于光路的可逆性.
(4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.二、折射率介质本身频率无关三、实验：测定玻璃的折射率1.实验原理
如图2所示，当光线AO以一定入射角
θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插
针法找出跟入射光线AO对应的出射光
线O′B，从而画出折射光线OO′，量出折射角θ2，再根据n＝ 算出玻璃的折射率.图2三、实验：测定玻璃的折射率2.实验器材
一块长方形的玻璃砖、白纸、木板、大头针(4枚)、量角器(或圆规、三角板)、刻度尺、铅笔等.
3.实验步骤
(1)把 铺在木板上.
(2)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为 光线.白纸入射三、实验：测定玻璃的折射率(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其 与aa′重合，再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb′.
(4)在 上竖直地插上两枚大头针P1、P2.
(5)从玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的 ，调整视线方向直到 .再在bb′一侧插上大头针P3、P4，使P3能 ，P4能
及P3本身.(若有激光笔，可用激光笔沿P1、P2方向入射一束激光，从另一边射出来的激光束上插上两枚大头针P3、P4)长边直线AO像P2的像挡住P1的像挡住P1、P2的像挡住P1、P2的像三、实验：测定玻璃的折射率(6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O、O′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的 的方向.∠AON为入射角，∠O′ON′为折射角.
(7)用量角器量出 和 的度数.查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里.折射光线∠AON∠O′ON′三、实验：测定玻璃的折射率(8)用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里.
(9)算出不同入射角时 的值，比较一下，看它们是否接近一个常数.求出几次实验测得的 的 ，这就是这块玻璃砖的折射率.平均值一、反射定律和折射定律的应用典例精析例1 一束光线从空气射入折射率为 的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( )
A.75° B.90° C.105° D.120°解析 如图所示， 根据折射定律 ＝n，
则sin θ2＝ ＝ ＝ ，θ2＝30°，反
射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°
＝105°，C选项正确.C二、折射率的理解和计算典例精析例2 两束平行的细激光束垂直于半
圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，
如图3所示.已知其中一束光沿直线穿
过玻璃，它的入射点是O，另一束光
的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝ ，OP＝ R.求玻璃材料的折射率.图3二、折射率的理解和计算典例精析解析 画出光路如图所示.其中一束光沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心.另一束光沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，设入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系可得：sin θ1＝ ＝ ，二、折射率的理解和计算典例精析解得：θ1＝30°.由题意知：OP＝ R，由几何关系知：BP＝R，折射角为：θ2＝60°.由折射定律得玻璃的折射率为：n＝ ＝ ＝ .答案 典例精析三、测定玻璃的折射率例3 用三棱镜做测定玻璃的折射率的
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的像挡住，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P1、P2的像和P3，在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓，如图4所示.图4典例精析三、测定玻璃的折射率(1)在本题的图上画出所需的光路.
(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是 ，在图上标出它们.
(3)计算折射率的公式是n＝ .解析 (1)光路图如图所示，画出
通过P1、P2的入射光线，交AC于
O，画出通过P3、P4的出射光线交
AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线.典例精析三、测定玻璃的折射率(2)在所画的图上画出虚线部分，并注明入射角θ1和折射角θ2，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度).(3)n＝ (或因为sin θ1＝ ，sin θ2＝ ，则n＝
＝ ).答案 见解析课堂要点小结自我检测区12121.(对折射率的理解)光从真空射入某介质，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法中正确的是( )
A.比值θ1/θ2不变
B.比值sin θ1/sin θ2不变
C.比值sin θ1/sin θ2是一个大于1的常数
D.比值sin θ1/sin θ2是一个小于1的常数解析 折射率与介质有关，对于同一束光，介质的折射率不变，即n＝ 不变，又n＝ ，故n始终大于1.答案 BC122.(折射定律的应用)一束光线射到一个玻璃球上，
如图5所示.该玻璃球的折射率是 ，光线的入射
角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻
璃球射出的方向.(用与入射光线的夹角表示)图5解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射
出的光路如图所示.由折射定律得 ＝n，
＝ .12由△AOB为等腰三角形，则θ1′＝θ2
由几何关系知θ2＋∠1＝60°，θ1′＋∠2＝θ2′
又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60°.
答案 与入射光线的夹角为60°12
2.理解折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关计算.
3.会测定玻璃的折射率. 学习目标定位一、反射定律和折射定律问题设计皎洁的月光下，在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的倒影.同时，月光能够照亮水中的鱼和草，这说明光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中，那么这两部分光的去向遵从什么规律呢？
答案 折射定律和反射定律.要点提炼1.光的反射
(1)反射现象：光从一种介质射到它与第二种介质的
时，一部分光会返回到第一种介质的现象.
(2)光的反射遵循反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 内，反射光线与入射光线分别位于
；反射角 入射角.
(3)在光的反射现象中，光路 .一、反射定律和折射定律分界面同一平面法线的两侧等于可逆2.光的折射
(1)光的折射现象
光从一种介质照射到两种介质的 时，一部分光
另一种介质并改变传播方向的现象，称为光的折射现象.一、反射定律和折射定律分界面进入(2)折射定律(如图1所示)
折射光线与入射光线、法线在 内，
折射光线与入射光线分别位于 ；
与 成正比，即
.(式中n12是比例常数)
(3)在光的折射现象中，光路 .一、反射定律和折射定律图1同一平面法线的两侧入射角的正弦折射角的正弦＝n12可逆3.注意：入射角、反射角和折射角不是光线与界面的夹角，而是光线与法线的夹角；光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化，当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化.一、反射定律和折射定律二、折射率问题设计光由真空以相同的入射角射向不同的介质时，折射角是不同的，为什么？
答案 因为不同介质对光的折射率不同. 要点提炼1.折射率
(1)定义式：n＝ .
(2)折射率与光速的关系：n＝ .
2.对折射率n的理解
(1)由于c＞v，故任何介质的折射率都 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.二、折射率大于(2)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由
及入射光的 决定，与入射角、折射角的大小 .
(3)θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原因是由于光路的可逆性.
(4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.二、折射率介质本身频率无关三、实验：测定玻璃的折射率1.实验原理
如图2所示，当光线AO以一定入射角
θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插
针法找出跟入射光线AO对应的出射光
线O′B，从而画出折射光线OO′，量出折射角θ2，再根据n＝ 算出玻璃的折射率.图2三、实验：测定玻璃的折射率2.实验器材
一块长方形的玻璃砖、白纸、木板、大头针(4枚)、量角器(或圆规、三角板)、刻度尺、铅笔等.
3.实验步骤
(1)把 铺在木板上.
(2)在白纸上画一直线aa′作为界面，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为 光线.白纸入射三、实验：测定玻璃的折射率(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，并使其 与aa′重合，再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb′.
(4)在 上竖直地插上两枚大头针P1、P2.
(5)从玻璃砖bb′一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的 ，调整视线方向直到 .再在bb′一侧插上大头针P3、P4，使P3能 ，P4能
及P3本身.(若有激光笔，可用激光笔沿P1、P2方向入射一束激光，从另一边射出来的激光束上插上两枚大头针P3、P4)长边直线AO像P2的像挡住P1的像挡住P1、P2的像挡住P1、P2的像三、实验：测定玻璃的折射率(6)移去玻璃砖，在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置，过P3、P4作直线O′B交bb′于O′.连接O、O′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的 的方向.∠AON为入射角，∠O′ON′为折射角.
(7)用量角器量出 和 的度数.查出它们的正弦值，并把这些数据填入记录表格里.折射光线∠AON∠O′ON′三、实验：测定玻璃的折射率(8)用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角，查出入射角和折射角的正弦值，记录在表格里.
(9)算出不同入射角时 的值，比较一下，看它们是否接近一个常数.求出几次实验测得的 的 ，这就是这块玻璃砖的折射率.平均值一、反射定律和折射定律的应用典例精析例1 一束光线从空气射入折射率为 的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( )
A.75° B.90° C.105° D.120°解析 如图所示， 根据折射定律 ＝n，
则sin θ2＝ ＝ ＝ ，θ2＝30°，反
射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°
＝105°，C选项正确.C二、折射率的理解和计算典例精析例2 两束平行的细激光束垂直于半
圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，
如图3所示.已知其中一束光沿直线穿
过玻璃，它的入射点是O，另一束光
的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝ ，OP＝ R.求玻璃材料的折射率.图3二、折射率的理解和计算典例精析解析 画出光路如图所示.其中一束光沿直线穿过玻璃，可知O点为圆心.另一束光沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，设入射角为θ1，折射角为θ2，由几何关系可得：sin θ1＝ ＝ ，二、折射率的理解和计算典例精析解得：θ1＝30°.由题意知：OP＝ R，由几何关系知：BP＝R，折射角为：θ2＝60°.由折射定律得玻璃的折射率为：n＝ ＝ ＝ .答案 典例精析三、测定玻璃的折射率例3 用三棱镜做测定玻璃的折射率的
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的像挡住，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P1、P2的像和P3，在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓，如图4所示.图4典例精析三、测定玻璃的折射率(1)在本题的图上画出所需的光路.
(2)为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是 ，在图上标出它们.
(3)计算折射率的公式是n＝ .解析 (1)光路图如图所示，画出
通过P1、P2的入射光线，交AC于
O，画出通过P3、P4的出射光线交
AB于O′，连接OO′，则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线.典例精析三、测定玻璃的折射率(2)在所画的图上画出虚线部分，并注明入射角θ1和折射角θ2，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度).(3)n＝ (或因为sin θ1＝ ，sin θ2＝ ，则n＝
＝ ).答案 见解析课堂要点小结自我检测区12121.(对折射率的理解)光从真空射入某介质，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法中正确的是( )
A.比值θ1/θ2不变
B.比值sin θ1/sin θ2不变
C.比值sin θ1/sin θ2是一个大于1的常数
D.比值sin θ1/sin θ2是一个小于1的常数解析 折射率与介质有关，对于同一束光，介质的折射率不变，即n＝ 不变，又n＝ ，故n始终大于1.答案 BC122.(折射定律的应用)一束光线射到一个玻璃球上，
如图5所示.该玻璃球的折射率是 ，光线的入射
角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻
璃球射出的方向.(用与入射光线的夹角表示)图5解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射
出的光路如图所示.由折射定律得 ＝n，
＝ .12由△AOB为等腰三角形，则θ1′＝θ2
由几何关系知θ2＋∠1＝60°，θ1′＋∠2＝θ2′
又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60°.
答案 与入射光线的夹角为60°12