第4章 光的折射和全反射 第1节 光的折射(赋能课———精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 通过实验,理解光的折射定律。 1.通过实验认识光的折射现象,知道光的折射光路可逆,探究折射角和入射角的关系。 2.理解折射定律,能够利用折射定律解释光的色散现象和计算有关问题。 3.理解折射率的概念,知道折射率和光速的关系。 一、光的折射定律 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 的现象。 2.各光线的位置 折射光线、入射光线和法线在 平面内,折射光线和入射光线分别位于 两侧。 3.光的折射定律 入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个 ,如果用n来表示这个比例常数,则有 =n。 4.光路可逆原理 在光的反射现象和折射现象中,光路都是 的。 [微点拨] 在两种介质的分界面上可能同时发生光的反射现象和光的折射现象。 [情境思考] 将一根筷子斜插入装有水的茶缸中,可以看到水中的筷子向上弯折了。如何解释观察到的现象 二、折射率 1.折射率的意义:不同介质的折射率不同,介质的折射率反映了光从空气斜射入介质(或从介质斜射入空气)时 的程度。 2.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 ,即n=。 3.不同色光的折射率 (1)不同颜色的光在同一种介质中的传播速度不相同,折射率也不相同, 的传播速度最大,折射率最小, 的传播速度最小,折射率最大。 (2)当一束白光射入三棱镜时,由于白光中不同色光的折射率不同,偏折程度就不同, 偏折程度最大, 偏折程度最小,经三棱镜折射后,会出现 现象。 4.绝对折射率和相对折射率 (1)相对折射率:设光由介质1进入介质2,这时的折射率称为介质2对介质1的相对折射率,通常用n21表示,则=n21。 (2)相对折射率与绝对折射率的关系:n21=,其中n1和n2分别是介质1和介质2的绝对折射率。 (3)折射定律的另一种表达式:n1sin i=n2sin r。 [质疑辨析] 几种介质的折射率(λ=589.3 nm t=20 ℃) 介质 折射率 介质 折射率 金刚石 2.42 氯化钠 1.54 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.5~1.8 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.000 28 试根据表中数据判断下列说法的正误: (1)介质的折射率都大于1。 ( ) (2)折射率大的介质密度一定大。 ( ) (3)玻璃的折射率一定大于水晶的折射率。 ( ) (4)光在水中的传播速度大于光在酒精中的传播速度。 ( ) 强化点(一) 光的折射和折射定律 任务驱动 有经验的渔民叉鱼时,不是正对着看到的鱼去叉,而是对着所看到鱼的下方叉,如图所示。你知道这是为什么吗 [要点释解明] 1.对折射现象的理解 (1)特殊情况:当光垂直于界面入射时,光的传播方向不变,但光速变了,因此也属于折射。 (2)光线的偏折方向:光线从折射率小的介质斜射入折射率大的介质,折射光线向法线偏折,反之将偏离法线。 (3)光路可逆性:光由介质射入空气或真空时,折射角θ2大于入射角θ1。根据光路可逆,可认为光由空气或真空以入射角θ2入射,对应的折射角为θ1。 2.对折射定律的理解 (1)“同面内”:“折射光线、入射光线和法线在同一平面内”,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”:“折射光线和入射光线分别位于法线两侧”,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。 (3)“成正比”:“入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数,即=n”,折射角r随入射角i的变化而变化,但入射角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、方向就确定了。 3.入射角与折射角的关系 (1)光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于折射角。 (2)光从折射 ... ...
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