高中物理鲁科版选修3-4 4.1光的折射课件

(共14张PPT)
高中物理 高二年级 选修3-4
第四章 第1节 光的折射

光到底是什么？
一
17世纪明确形成了两大对立学说
牛顿
惠更斯
微粒说
波动说
19世纪初证明了波动说的正确性
19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说:光具有粒子性
光既具有波动性，又具有粒子性

复习：光的反射
二
1、光的反射：光射到两种不同的介质时，便有部分光自界面射回原介质中的现象，称为光的反射。
2、反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
平面镜





入射光线
反射光线
法 线
入射角
反射角

A
B
3、光路可逆：沿原来的反射光线入射，将沿原来入射光线射出。
O
1、概念：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折的现象，叫做光的折射。
2、特点：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线位于法线的两侧。
玻璃

光的折射
三
3、思考：入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢？
在探索光的折射规律的实践中，做出过重要贡献的有托勒密、开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马等人，直到 1621 年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量数据后终于找到了两者之间的关系，并把它总结为光的折射定律。

光的折射
三
4、光的折射定律（斯涅耳定律）
（1）折射光线与入射光线、法线处在同一平面内；
（2）折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；
（3）入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即
6

θ1
θ2
空气
水




光的折射
三
折射与反射定律有相似之处：
（1）入射光线、法线、反射（折射）光线处于同一平面内
（2）反射（折射）光线与入射光线分别位于法线的两侧
（3）反射（折射）光路可逆
只要改变两种介质中的任何一种，n12将随之改变。
空气到玻璃——n12=1.50 空气到水——n12=1.33
水到玻璃——n12=1.13
1、折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦的比值n ，叫做这种介质的折射率。
折射率
四
折射率
四
2、物理意义：折射率n是表明材料对光线偏折能力大小的物理量。
折射率的存在，不仅可以改变光的传播方向，还能改变光的传播速度。
3、光的传播速度和折射率的关系：
波的折射定律表达为
对于相同入射角θ1 ，n越大时，折射角θ2会越小，对应光的偏折量越大。
应用
五




.
s
.
s`
o
o1
θ1
θ2
B
d
D
H
实深
应用
五
h
视深





有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到太阳
假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比会怎样呢?
【例1】一束光线以30°的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则玻璃的折射率为多少？



r
β
⌒
⌒





i
⌒
玻璃
空气
例题
六
【例2】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


A
F
D
O
B
C
G
应用
五
因底面直径和桶高相等,由此可知 ∠AOF= ∠ABG=450
又∵OD=2CD
油的折射率
光在油中的传播速度
应用
五


A
F
D
O
B
C
G