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【课堂新坐标】201704高中物理教科版选修3-4课件:第4章 1 光的折射定律_图文

知 识 点 一 学 业 分 层 测 评 1.光的折射定律 知 识 点 二 学 习 目 标 1.经历实验探究过程,理解光的折射定 律.(重点) 2.知道折射率的意义,知道折射率与光 速的关系.(重点) 3.能根据折射定律解释一些自然现象. 4.能应用折射定律分析视深问题.(重 点、难点) 知 识 脉 络 光 的 反 射 和 光 的 折 射 定 律 [先填空] 1.光的反射和折射现象 (1)光的反射 当光射到两种介质的 分界面时,一部分光仍回到原来的介质里继续传播的 现象. (2)光的折射 光线从一种介质照射到两种介质的分界面时,一部分光 进入另一种介质继 续传播的现象. 2.光的折射定律 入射光线、 折射光线和法线在同一平面内 , 入射光线与折射光线分居法线 两 侧,入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数. [再判断] 1.反射定律是确定反射光线位置的规律.(√) 2.不是所有的反射现象都遵循反射定律.(×) 3.发生漫反射时,反射角不等于入射角.(×) 4.一束光从空气进入水中时传播方向一定改变.(×) [后思考] 1.人站在平面镜前面会看到自己的像.平面镜成像的特点是什么? 【提示】 平面镜成的像是虚像,像和物等大,像和物到镜面的距离相等. 2.入射角、折射角哪一个较大? 【提示】 没有前提条件,无法确定. 1.折射定律的表达式 sin i 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.即sin r=常数.如图 411 所示.也 sin i 可以用sin r=n 的数学公式表达,n 为比例常数.这就是光的折射定律. 图 411 2.对定律的理解 (1)“同面内”:“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”,这句话大 体上说明了三线的空间位置:折射光线在入射光线与法线决定的平面内,即三 线共面. (2)“线两旁”:“折射光线与入射光线分居在法线两侧”,这句话把折射 光线的位置又作了进一步的确定,使得折射光线的“自由度”越来越小.(i>0) sin i (3)“正比律”:“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”,即sin r=n,折 射角 r 随入射角 i 的变化而变化, 入射角 i 的正弦与折射角 r 的正弦之比是定值, 当入射光线的位置、方向确定下来时,折射光线的位置、方向就惟一确定了. 所以,光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时,在传播过程中 遵循的必然规律. 3.光线偏折的方向 如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)大的介质, 折射光线向法线偏 折,入射角大于折射角,并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小); 如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质,折射光线偏离法线,入射角 小于折射角,并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小).如图 412 所示.即光线的偏折情况与介质的性质有关. 4.折射光路是可逆的 图 412 如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光 sin i 1 线发生折射,定律中的公式就变为sin r=n,式中 i、r 分别为此时的入射角和折 射角. 1.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 ) 【解析】 发生反射时,光的传播方向一定发生改变,且可以改变 90° ,A 错,B、C 对;发生折射时,一定伴随着反射现象,但有反射现象,不一定有折 射现象,D 对,E 错. 【答案】 BCD 2.如图 413 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? 图 413 【解析】 太阳光线进入大气层发生折射,使传播方向改变,使人感觉太 阳的位置比实际位置偏高. 【答案】 光的折射 折射问题的四点注意 1.根据题意画出正确的光路图; 2.利用几何关系确定光路中的边、角关系,要注意入射角、折射角的确定; 3.利用反射定律、折射定律求解; 4.注意光路可逆性、对称性的应用. 介 质 的 折 射 率 [先填空] 1.定义:在物理学中,把光从 真空射入某种介质发生折射时,入射角 i 的 正弦 与折射角 r 的正弦的比值,叫做这种介质的折射率. sin i 2.公式:n=sin r. 3.理论和实验的研究都证明:某种介质的折射率 n,等于光在真空中的传 c 播速度 c(c=3×10 m/s)与光在这种介质中的传播速度 v 之比,即 n=v . 8 4.光在不同介质中的速度是不同的,这正是光发生折射的原因.光在真空 中的传播速度 c 大于光在其他任何介质中的传播速度 v, 所以任何介质的折射率 都 大于1 . [再判断] 1.当光从空气垂直射入水中时,水的折射率为 0.(×) 2.光的折射率随入射角增大而增大.(×) 3.介质的折射率越大,光在这种介质中的传播速度越小.(√) 4.折射率大的介质,密度不一定大.(√) [后思考] sin θ1 1. 是否可以由折射率的定义式 n=sin θ 得出介质的折射率与入射角 θ1 的正 2 弦成正比,与折射角 θ2 的正弦成反比? 【提示】 不可以.折射率 n 由介质的性质和光的颜色决定,与入射角 θ1 和折射角 θ2 无关. 2.光在折射率大的介质中传播速度越大还是越小? c 【提示】 由 v=n知,n 越大,v 越小. 1.介质折射率的理解 (1)光从真空射入某种介质时,入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改 变的,但是,正弦值之比是个常数.该常数即介质的折射率,也叫绝对折射率, 它的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.“折 射率与 sin i(i 为入射角)成正比,跟 sin r(

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