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课件网) 4.1 光的折射 《选择性必修第一册》 第四章 光 教学目标 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。 3.会测量玻璃等材料的折射率,通过实验体会光线模型的建构过程。 目录 03 实验:测定玻璃的折射率 01 02 折射率 折射定律 课堂引入 观察以下视频,你知道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? 课堂引入 为什么泳池水看起来比实际的浅呢? 海市蜃楼是怎么形成的? 光的折射 (一)光的反射 问题:阳光照射水面时,我们能够看到水中的鱼和草,同时也能看到太阳的倒影,这说明什么? 光从第 1 种介质射到该介质与第 2 种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质,这个现象叫作光的反射。 光的反射有什么规律? 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 光路可逆 界面 (1)反射光线与入射光线、法线在同一平面 (2)反射光线和入射光线分居法线两侧 (3)反射角等于入射角 (二)实验演示 认真观察实验,光从玻璃中入射到空气中,发生了什么现象? 一部分反射了反射, 一部分传播到空气中 光的折射有什么规律? (三)光的折射 1.光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象。 N N′ 空气 玻璃 i r O A B 界面 法线 入射光线 折射光线 入射角 折射角 ( ( 反射光线 (三)光的折射 (1)折射光线、入射光线、法线在同一平面内 (2)折射光线和入射光线分居法线两侧 (3)当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角 (4)当光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角 (5)当入射角增大时,折射角也随着增大 2.光的折射定律 N N′ 空气 玻璃 i r O A B 界面 法线 入射光线 折射光线 入射角 折射角 ( ( 反射光线 入射角与折射角有什么定量关系呢? (三)光的折射 以光从空气射入玻璃为例,折射角和入射角的关系 入射角i 10 30 40 50 60 70 80 折射角r 6.6 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1 i / r 1.51 1.54 1.57 1.63 1.70 1.80 1.95 sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 实验结论:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 如果将玻璃换成其它介质,入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论? (三)光的折射 sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 入射角i 10 20 30 40 50 60 70 80 折射角r 6.6 13.2 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1 玻璃 水 折射角r 7.5 14.9 22.1 28.9 35.2 40.6 45 47.8 sini/sinr 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 金刚石 折射角r 4.1 8.1 11.9 15.4 18.5 21 22.9 24 sini/sinr 2.42 2.43 2.42 2.42 2.41 2.42 2.41 2.42 总结:光从一种介质进入到另一种介质时,总有入射角的正弦与折射角的正弦之比相等。 (三)光的折射 斯涅耳 1621 年,荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后,找到了两者之间的关系,并把它总结为光的折射定律。 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: (三)光的折射 说明: (1)折射现象中光路是可逆的; (2)光的传播方向: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。并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。 (3)光的传播速度:光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向虽然不变,但也属于折射,光传播的速度发生变化。 (一)思考与讨论 你还能发现什么规律? 常数与介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量。常数越大,光线以相同入射角从真空斜射入这种介质时 ... ...