4.1-1光的折射— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册课件20张PPT

第四章 第1节　光的折射
第1课时
问题导入
射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫的上方还是下方？
知识梳理
一、折射定律
1．内容：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是比例常数，它与入射角、
折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关)
2．光路可逆性：在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的.
3．折射角与入射角的大小关系
当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角；当光垂直射入介质时，光不发生偏折。
二、折射率
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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用字母n表示．
2．物理意义：反映介质的光学性质的物理量．
3．折射率与光速的关系：某种介质的折射率，
等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的
传播速度v之比，即
4．特点：任何介质的折射率都大于1．
★辨析：折射率大小与哪些因素有关？
(1)密度大的介质折射率不一定大，例如水的密度比酒精的密度大，但水的折射率比酒精的折射率小；
(2)折射率大小不仅与介质有关，还与光的频率(波长)有关。例如，当白光通过镜折射后，我们可以看到红光偏折最小，紫光偏折最大。说明同一种介质对不同频率f(波长λ)的光，折射率n也不同。其中红光波长
较大，频率较小，折射率小。另外，根据 ，
不同频率f(波长λ)的光在同一介质中传播速度不一样，红光折射率较小，波速v较大。
判一判
(1)入射光线与反射光线在不同介质中。(　×　)
(2)入射光线与反射光线关于法线对称。(　√　)
(3)光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。(　×　)
(4)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。(　√　)
(5)介质的密度越大，其折射率一定也越大。(　×　)
(6)光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角。(　√　)
重点突破
[例1]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的夹角θ为多大？
(2)当入射角θ1为多大时，反射光线和折射光线垂直？
任务一：光的折射定律理解
[变式1]一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是(　　)
A．小于40°　　　　　　　
B．在40°与50°之间
C．大于140°
D．在100°与140°之间
答案：D
[例2]一个圆柱形筒，直径为12 cm，高为16 cm.人眼在筒侧壁上方某处观察，所见筒侧壁的深度为9 cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧壁的最低点，求：
(1)此液体的折射率．(2)光在此液体中的传播速度．
任务二：折射率的理解
答案： (1)4/3　(2)2.25×108 m/s
[变式2]一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光(　　)
A．玻璃对a光的折射率比b光的小
B．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光的长
C．复色光摄入三棱镜后，a光的折射角比b光的小
D．a光的波长比b光的大
答案： BC
巩固训练
1．(多选)关于光的反射与折射，下列说法正确的是(　　)
A．光发生反射时，光的传播方向不一定改变
B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°
C．光发生反射时，光的传播方向一定改变
D．光发生折射时，一定伴随着反射现象
E．光发生反射时，一定伴随着折射现象
答案： BCD
3．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是什么？
答案： 光的折射
9．红光和紫光相比(　　)
A．在真空中传播时，紫光的速度比较大
B．在玻璃中传播时，红光的速度比较大
C．玻璃对红光的折射率较紫光大
D．在玻璃中传播时，紫光的速度比较大
答案： B
14．一半圆柱形透明物体横截面如图所示，地面AOB镀银，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：
(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率．
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