了解光的折射和折射定律

海市蜃楼
在炎热的沙漠或海面上，由于空气密度的不 均匀，远处的景物反射的光线在传播过程中 不断发生折射，最终进入人眼时形成虚像， 这就是海市蜃楼现象。
05
实验探究：观察并验证折射定律
实验器材准备和实验步骤设计
01
实验器材：半圆形玻璃砖、平行光源、光屏、量角器、直 尺、笔等。
02
实验步骤设计
03
1. 在半圆形玻璃砖的平面上标记入射点O，并用量角器标 记入射角i。
全反射条件
光从光密介质射向光疏介质；入射角 大于或等于临界角。临界角是折射角 等于90°时的入射角，其大小取决于两 种介质的折射率。
03
透镜成像原理及应用
透镜类型及其成像特点
凸透镜
中间厚立放大的虚像；当物体位于凸透镜两倍焦距以外时，成倒立缩小的实像。
透镜在生活、科技领域应用
生活应用
眼镜、放大镜、显微镜等利用凸透镜或凹透镜的原理来改善视力或观察微观世界。
科技应用
相机、投影仪、望远镜等利用透镜成像原理来实现图像捕捉、放大或远距离观察等功能。此外，在光学仪器、激 光技术等领域也有广泛应用。
04
折射现象在自然界和生活中表现
大气折射导致天体位置偏移
由于不同波长的光在介质中的折射率 不同，因此白光通过棱镜等光学器件 后会被分解成不同颜色的光，形成光 谱。
斯涅尔定律
描述了光在两种不同介质之间传播时 ，入射角、折射角和两种介质的折射 率之间的关系，即$n_1 sin theta_1 = n_2 sin theta_2$。
思考题或练习题布置
1. 一束光线从空气中斜射入水中，已知入射 角为45°，求折射角的度数。（已知水的折射 率为1.33）
2. 一束白光通过三棱镜后，在屏幕上形成彩 色光带，试解释这一现象的原因。
3. 一束光线从玻璃中射向空气，当入射角增 大到某一值时，折射光线完全消失，试解释 这一现象并求出此时的入射角。（已知玻璃 的折射率为1.5）
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THANKS
当光线垂直射向介质表面时， 传播方向不改变。
折射率：表示光在介质中传播 速度相对于在真空中传播速度 的比值，决定了光在介质中的 折射程度。
相关物理概念或规律拓展延伸
全反射现象
光的色散
当光从光密介质射入光疏介质时，如 果入射角大于或等于某一角度（临界 角），折射光线完全消失，只剩下反 射光线的现象。
04
在光的折射中，光路是可逆的。
折射率与折射角关系
折射率定义
光在真空中的传播速度与光在该介质中的传播速度之比。
折射率与折射角关系
当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射率较小的介质中的光线与法线的夹角（即折射角）较大；反之，折 射率较大的介质中的光线与法线的夹角（即折射角）较小。这一关系可以用斯涅尔定律进行定量描述：n1 * sinθ1 = n2 * sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
02
光线在不同介质中传播特性
光线在均匀介质中传播
光在均匀介质中沿直线传播
在均匀介质中，光线的传播路径是一条直线，不会发生弯曲 。
均匀介质中光速恒定
在给定介质中，光的速度是一个恒定值，与光的颜色、频率 等因素无关。
光线在两种不同介质分界面上行为
折射现象
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生改变，这种现象称为 折射。
水中倒影
水面像一面镜子一样反射出物体的倒像，同时由于折射的存在，使得倒影的位置和形状 与实物相比有所变化。
其他自然或人为因素引起折射现象
彩虹
彩虹是阳光穿过水滴时发生折射、反射和色 散的综合结果。不同波长的光在水滴中的折 射率不同，导致阳光被分解成七彩光谱。
透镜成像
透镜利用光的折射原理，将平行光线会聚于 一点或将点光源发出的光线变为平行光线， 从而实现成像功能。眼镜、相机镜头等都是 利用透镜折射原理制成的光学器件。
数据分析
通过观察曲线，分析入射 角i与折射角r之间的关系 ，验证折射定律的正确性 。
实验结果讨论与误差分析
实验结果讨论
根据实验数据和分析结果，得出入射角i 与折射角r之间的关系符合折射定律的结 论。同时，可以进一步探讨折射现象的 物理本质和影响因素。
VS
误差分析
在实验过程中，可能存在光源不稳定、量 角器精度不够、实验操作不规范等因素导 致的误差。为了减小误差，可以采用更稳 定的光源、更精确的测量工具以及更规范 的操作方法。此外，还可以通过多次实验 取平均值等方法来提高实验的准确性和可 靠性。
06
总结回顾与拓展延伸
关键知识点总结回顾
• 折射现象：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。
关键知识点总结回顾
折射定律 折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
折射光线和入射光线分居法线两侧。
关键知识点总结回顾
当光从空气斜射入水或其他介 质中时，折射角小于入射角； 反之，折射角大于入射角。
星光折射
星光在进入地球大气层时，由于大气密度的不均匀，导致光线发生折射，使得我们观察到的星星位置 与实际位置有所偏移。
日出日落时的折射
在日出和日落时，阳光需要穿过更厚的大气层，因此光线在大气中的折射更加显著，这也是太阳在地 平线附近看起来更大、更红的原因。
水面折射造成视觉误差
池水变浅
当光线从空气斜射入水中时，折射角小于入射角，这使得水下物体看起来比实际位置要 高，给我们造成池水变浅的错觉。
凹透镜
中间薄，边缘厚，对光线有发散作用。无论物体位于凹透镜何处，均成正立缩小 的虚像。
透镜成像公式推导与理解
成像公式
1/f = 1/u + 1/v，其中f为焦距，u为 物距，v为像距。该公式描述了透镜成 像时物距、像距和焦距之间的关系。
理解要点
焦距是透镜的固有属性，物距和像距 则随物体与透镜之间的距离变化而变 化。当成实像时，像距大于焦距；当 成虚像时，像距小于焦距。
04
2. 将平行光源对准入射点O，使光线射入玻璃砖。
05
3. 在光屏上标记折射光线的位置，并用量角器测量折射 角r。
06
4. 改变入射角i的大小，重复步骤2和3，记录多组数据。
数据记录、处理及分析方法
01
02
03
数据记录
记录不同入射角i对应的折 射角r，以及实验过程中的 其他相关数据。
数据处理
根据记录的数据，绘制入 射角i与折射角r的关系曲 线。
了解光的折射和折射定律
汇报人：XX 2024-01-21
目录
• 折射现象与折射定律 • 光线在不同介质中传播特性 • 透镜成像原理及应用 • 折射现象在自然界和生活中表现 • 实验探究：观察并验证折射定律 • 总结回顾与拓展延伸
01
折射现象与折射定律
折射现象及其产生原因
折射现象
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。
折射定律
折射光线、入射光线和法线位于同一平面内，且折射光线和入射光线分别位于 法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
全反射现象及其条件
全反射现象
当光线从光密介质射入光疏介质时， 如果入射角大于或等于某一特定角度 （临界角），则光线将完全反射回原 介质，这种现象称为全反射。
产生原因
光在不同介质中的传播速度不同 ，当光从一个介质斜射入另一个 介质时，光速发生改变，导致光 的传播方向也发生改变。
折射定律内容
01
折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
02
折射光线和入射光线分居法线两侧。
03
当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；反之，当 光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。