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学案word版含答案

第1节　光的折射
第1课时
【学习目标】
1．认识光的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。
2．通过实验探究，理解折射率的概念和光的折射定律。
【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。(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n＝．
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n＝，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。
【考点研析】
任务一：光的折射定律理解
[例1]如图所示，游泳池宽度L＝15 m，水面离岸边的高度为0.5 m，在左岸边一标杆上装有一A灯，A灯距地面高0.5 m，在右岸边站立着一个人，E点为人眼的位置，人眼距地面高1.5 m，若此人发现A灯经水面反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为1.3，则B灯在水面下多深处？(B灯在图中未画出)
[变式1]有一水池实际深度为3 m，当垂直水面向下看时，水的视深为多少？(已知水的折射率为)
任务二：折射率的理解
[例2]如图所示，两束平行的红光和紫光，相距为d，斜射到玻璃砖的上表面上(玻璃砖足够长)，当它们从玻璃砖的下表面射出时(　　)
A．两条出射光线仍平行，但距离大于d
B．两条出射光线仍平行，但距离小于d
C．两条出射光线仍平行，距离仍为d
D．两条出射光线将不再平行
[变式2]如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，则(　　)
A．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，b光先消失
B．用同一双缝干涉实验装置做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距
C．a、b两束光相比较，在真空中的传播速度a光比b光大
D．在水中，b光波长比a光波长大
【答案提示】
[例1] 答案：灯在水面下4.35 m深处．
[变式1] 答案：2.25m
[例2] 答案：B
[变式2] 答案：AB