光的折射1

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八年级物理光的折射1

水中的筷子好像折断了
• 入空气筷子变弯实验:课本P116实验
空气
α
水
β
光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象 • 光的介质:能够传播光的物质,如空气、水、玻璃、真空等 • 入射角:入射光线与法线的夹角 • 折射角:折射光线与法线的夹角 • 现象：光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折（即折射角小于入射角）
或厚的玻璃，光的传播方向如何？（2）“叉鱼”活动(学生)：各小组取小桶一只，加入适量的水，把数条“小鱼”通过10厘米左右的细线固定在小石块上（小鱼极容易从细线上拉落），浸入水中，使“鱼”潜入水中较深的位置。每组挑选一名代表，进行用细铁丝作鱼叉，快速向“ 鱼”叉去，把鱼刺出水面为成功，只准叉两次，看哪个小组能够成功．教师问失败的同学，是否对准了“鱼”，学生点头。学生问：为什么叉不到“鱼”？
小练：辨别下列光路图是否正确：（要求学生说出答案的同时，指出错误的图违背了哪些折射规律）
生活中的折射现象
• 海市蜃楼
大连的海市蜃楼
师：硬币真的浮起来了吗？一位同学不是用玻璃棒压着呢！你能用我们今天所学的光的折射知识解释吗？师：一枚硬币放在杯子底一边，两位同学一组，让其中一位同学向后退到恰好不能看见硬币为止，并保持观察位置不变，另一位同学用一根玻璃棒压住硬币，再慢慢向杯子中倒水，要求观察的同学注意产生的变化。生：硬币好象“浮起来”又被看见了。（学生讨论）
八年级物理第五章第三节
光的折射
灵宝四中：罗斌
预习提示： 1、完成光路图
教师对学生的答题给予指点和评价，引导学生根据上述两图，回答光的反射定律内容有关的问题，复习总结光的反射规律．如： ①反射角与入射角的大小关系如何? ②当光垂直射向镜面时，反射角与入射角等于多大 ?(教师强调特殊情况)

1 第1节光的折射定律

第1节光的折射定律1.理解光的折射定律，能应用折射定律解释一些常见的自然现象.（重点＋难点）2.知道折射率的意义，知道折射率与光速的关系.（重点）3.能应用折射定律分析视深问题.4.会测定介质的折射率.（重点）一、折射角与入射角的定量关系1.光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，这种现象叫做光的折射.2.入射角与折射角的定性关系入射角：入射光线与法线间的夹角，一般用i表示.折射角：折射光线与法线间的夹角，一般用r表示.实验表明：当入射角变化时折射角随着改变.3.斯涅耳定律（折射定律）入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，即sin isin r＝n.1.在光的反射中光路是可逆的，光的折射现象中光路可逆吗？提示：与光的反射一样，光的折射现象中光路也是可逆的.二、折射率的意义1.定义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的正弦之比.用n表示.2.定义式n＝sin isin r.3.折射率与光速的关系光在不同介质中的传播速度不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等于光在真空中的速度与光在这种介质中的速度之比，即 n ＝c v .（1）折射率与入射角、折射角的大小有关，与两种介质的性质无关.（）（2）光在某种介质中的传播速度越大，则该介质的折射率越大.（）（3）光在真空中的传播速度最大.（）（4）光在发生折射时，折射光的速度与入射光的速度相等.（）提示：（1）× （2）× （3）√ （4）×三、测量介质的折射率1.在测量介质的折射率的实验中，作出的光路图如图所示.图中AO 为入射光线，OE 为折射光线，NN ′为法线，i 是入射角，r 是折射角，玻璃折射率的表达式n ＝sin i sin r. 2.为减小实验误差，需多测几组数据，分别求出每一次的折射率，最后求出它们的平均值.2.光线斜射入两面平行的玻璃砖时，入射光线和出射光线满足什么关系？提示：若把入射光线延长交至玻璃砖底面，由几何关系不难发现入射光线和出射光线平行.四、对折射现象的解释1.水中的物体看起来比实际的要浅，这是因为水的折射率大于空气的折射率，光从水中射入空气时，折射角大于入射角.2.一束白光射入三棱镜时会发生色散现象，这是因为不同颜色的光在同一介质中的传播速度不同，折射率不同，其中红光的传播速度最大，折射率最小，经三棱镜后偏折程度最小，紫光的传播速度最小，折射率最大，经三棱镜后偏折程度最明显.平常我们所说的某介质的折射率是指七种色光的平均折射率.3.早上太阳升起在地平线上时，它的实际位置是在地平线上吗？提示：不是.由于光从真空进入空气时发生折射，入射角大于折射角，光线向下偏折，而人眼是根据直线定位的，故逆着折射光线看过去，看到的是太阳的像在地平线上，而太阳实际上是在地平线以下.对折射定律的理解1.对折射定律的理解（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）（3）“正比律”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即sin i 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.2.光线偏折的方向（1）如果光线从折射率（n 1）小的介质射向折射率（n 2）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）.（2）如果光线从折射率（n 1）大的介质射向折射率（n 2）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），如图所示，即光线的偏折情况与介质的性质有关.3.折射光路是可逆的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线发生折射，定律中的公式就变为sin i sin r ＝1n，式中i 、r 分别为此时的入射角和折射角. 光从一种介质射入另一种介质时，传播方向一般发生变化（斜射），但并非一定变化，当光垂直界面射入时，光的传播方向就不变化.如图，一束激光垂直于AC 面照射到等边玻璃三棱镜的AB 面上.已知AB 面的反射光线与折射光线的夹角为90°.光在真空中的传播速度为c .求：（1）玻璃的折射率.（2）激光在玻璃中传播的速度.[思路点拨] （1）光束在AB 面的入射角为，反射角为，折射角为 .（2）计算所需公式为、 .[解析] （1）如图所示，由几何关系知：光在AB 界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，则n ＝sin θ1sin θ2＝ 3.（2）由n ＝c v 得v ＝c n ＝3c 3. [答案] （1）3 （2）3c 31.人的眼球可简化为如图所示的模型.折射率相同、半径不同的两个球体共轴.平行光束宽度为D ，对称地沿轴线方向射入半径为R 的小球，会聚在轴线上的P 点.取球体的折射率为2，且D ＝2R .求光线的会聚角α.（示意图未按比例画出）解析：由几何关系sin i ＝D 2R，解得i ＝45° 则由折射定律sin i sin γ＝n ，解得γ＝30° 且i ＝γ＋α2，解得α＝30°. 答案：见解析对折射率的理解对折射率n 可以从以下四个方面理解1.当光从真空射入某一介质时，入射角i 、折射角r 都可以发生变化，但它们的正弦值之比是不变的，是一个常数，例如，当介质是水时，这个常数是1.33.2.虽然介质的入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常数，但不同介质的这一常数不同，说明此常数反映着该介质的光学特性.把这个常数叫做介质的折射率.由n ＝sin i sin r可知：当i 一定时，n 越大则r 越小，此时光线的偏折角Δθ＝i －r 就越大，即光线的偏折程度就越大，所以折射率是描述介质对光线偏折能力大小的一个物理量.3.介质的折射率n 与光在介质中的传播速度有关，即n ＝c v.由此式可知任何介质的折射率均大于1，即n ＝sin i sin r>1，由于光由真空进入空气中时速度变化很小，通常情况下可以认为空气的折射率等于1，也就是说光由真空射入介质时，都是入射角大于折射角，折射光线向法线偏折；反之当光由其他介质射入真空时，入射角小于折射角，折射光线远离法线偏折.4.折射率n 是反映介质光学性质的物理量，它的大小只由介质本身的物质结构及光的颜色决定，与入射角、折射角的大小无关.公式n ＝sin i sin r是折射率的定义式，不能认为折射率n 与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比.介质折射率反映了介质的光学性质，其大小由介质性质和光的频率来决定，与入射角的大小无关.（多选）如图所示，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角已在图中标出，由此可以判断（）A.光在介质Ⅱ中传播的速度最小B.介质Ⅲ的折射率最小C.光在介质Ⅰ中的传播速度最大D.介质Ⅲ的折射率最大[解析] 由相对折射率和绝对折射率的关系可知：n 1sin 45°＝n 2sin 40°，n 2sin 26°＝n 3sin 40°，得n 2>n 1>n 3，B 项对，D 项错；由n＝cv可知v2<v 1<v3，A项对，C项错.[答案]AB几何光学问题，准确规范地画出光路图是解决问题的前提和方法，同时要注意实线、虚线、箭头方向并灵活应用几何图形中的边角关系.2.一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示.容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料.在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率.解析：设从光源发出直接射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1.在剖面内作光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接C、D，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点.光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示.设液体的折射率为n，由折射定律有n sin i1＝sin r1 ①n sin i2＝sin r2 ②由题意知r1＋r2＝90°③联立①②③式得n2＝1sin2i1＋sin2i2④由几何关系可知sin i1＝l24l2＋l24＝117⑤sin i2＝32l4l2＋9l24＝35⑥联立④⑤⑥式得n ≈1.55.答案：见解析测定玻璃的折射率1.实验目的：掌握测定玻璃折射率的方法.2.实验原理如图所示，用插针法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，然后测量出角i 和r 的度数，根据n ＝sin i sin r计算出玻璃的折射率.3.实验器材白纸、图钉、大头针、长方形玻璃砖、直尺、铅笔、量角器、木板.4.实验步骤（1）如实验原理图中所示，将白纸用图钉按在绘图板上，先在白纸上画出一条直线aa ′作为界面.过aa ′上的一点O 画出界面的法线NN ′，并画一条线段AO 作为入射光线.（2）把长方形玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb ′.（3）在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2的像挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 3及P 1、P 2的像，记下P 3、P 4的位置.（4）移去大头针和玻璃砖，过P 3、P 4引直线O ′B ，与bb ′交于O ′，直线O ′B 就代表了沿AO 方向入射的光线透过玻璃砖后的传播方向.连接OO ′，入射角i ＝∠AON ，折射角r ＝∠O ′ON ′.（5）用量角器量出入射角和折射角，查出它们的正弦值，并将数据填入自己设计的表格中.（6）改变入射角，用上述方法分别求出折射角，查出它们的正弦值，填入表格中.（7）根据n ＝sin i sin r求得每次测得的折射率，然后求出平均值. 5.数据处理（1）计算法：通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，得出入射角和折射角的正弦值，再代入n ＝sin θ1sin θ2中求多次不同入射角时n 的值，然后取其平均值，即为玻璃砖的折射率.（2）图象法：求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出sin θ1－sin θ2图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率.（3）单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法.①以入射点O 为圆心，以一定长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′，如图所示.②由图中关系sin θ1＝EH OE ，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R 则n ＝sin θ1sin θ2＝EH E ′H ′，只要用刻度尺测出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n . 6.注意事项（1）用手拿玻璃砖时，手只能接触玻璃砖的毛面或棱，不能触摸光洁的光学面，严禁把玻璃砖当尺子画玻璃砖的另一边bb ′.（2）实验过程中，玻璃砖在纸上的位置不可移动.（3）大头针应竖直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P 1与P 2间、P 3与P 4间的距离应大一些，以减小确定光路方向时造成的误差.（4）实验时入射角不宜过小，否则折射角太小，会使作图和测量时的误差太大，也不宜过大，否则在bb ′一侧看不到P 1、P 2的像.一般应使入射角在30°～70° 之间.（5）由于要多次改变入射角重复实验，所以入射光线与出射光线要一一对应编号，以免混乱.（6）玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm 以上，若宽度太小，则测量误差较大.（7）在纸上画aa ′、bb ′两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样，两交点OO ′才能与光线实际入射点较好地相符，否则会使画出的玻璃中折射光路与实际情况严重偏离.7.实验误差（1）入射光线和出射光线画得不够精确.因此，要求插大头针时两大头针间距应稍大.（2）入射角、折射角测量不精确.为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱.在“测定玻璃的折射率”实验中：（1）为了取得较好的实验效果，A.必须选用上下表面平行的玻璃砖B.选择的入射角应尽量小些C.大头针应垂直地插在纸面上D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些其中正确的是.（2）A同学在画界面时，不小心将两界面aa′和bb′间距画得比玻璃砖宽度大些，如图甲所示，则他测得的折射率（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.（3）B同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，并延长OO′交圆于C点，过A点和C点作垂直于法线的直线分别交于B点和D点，如图乙所示，则他只需要测量，就可求出玻璃的折射率n ＝.[解析]（1）插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故A错误；为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，故B错误；为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确；大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，效果会好些，故D正确.（2）如图，实线是真实的光路图，虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图，由图看出，在这种情况测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小.（3）根据折射定律得，n＝sin ∠AOBsin ∠DOC＝ABRCDR＝ABCD，可知需要测量AB、CD的距离，折射率n ＝ABCD.[答案]（1）CD（2）偏小（3）AB、CD的距离ABCD3.用三棱镜做测定玻璃折射率的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P 1和P 2，然后在棱镜的另一侧观察，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P 3和P 4，使P 3挡住P 1和P 2的像，P 4挡住P 3和P 1、P 2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示.（1）在图中画出所需的光路.（2）为了测出玻璃棱镜的折射率，需要测量的量是、，在图中标出它们.（3）计算折射率的公式是n ＝ .解析：（1）如图所示，过P 1、P 2作直线交AB 于O ，过P 3、P 4作直线交AC 于O ′，连接OO ′就是光在棱镜中的光路.（2）需要测量入射角i 、折射角r .（3）由折射定律有n ＝sin i sin r. 答案：（1）见解析图（2）入射角i 折射角r 见解析图（3）sin i sin r对一些折射现象的解释1.应用折射定律解释视深问题（1）视深是人眼看透明物质内部某物点时的像点离界面的距离.物点发出的光射到介质与空气的分界面上时，由于介质的折射率大于空气的折射率，造成光线向远离法线的方向偏折，折射光线的反向延长线的交点比物点更靠近界面.在中学阶段，一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有：sin i sin r ≈tan i tan r ≈i r，这是在视深问题中经常用到的几个关系式.（2）当沿竖直方向看透明介质中的物质时（介质与空气的界面为平面），“视深”是实际深度的1n 倍，n 为透明介质的折射率.即 h 视＝H 实n.2.应用折射定律解释光的色散（1）棱镜常用棱镜的横截面为三角形，有的棱镜的横截面为梯形，通常都简称为棱镜.其作用有两个：①可以改变光的传播方向；②可以使光发生色散. （2）通过棱镜的光线如图（a ）所示，光线射到三棱镜上后，光路向着底面偏折.这是由于光在两个侧面上都发生了折射的缘故.偏角θ的大小与棱镜材料及入射角的大小有关.①对一般棱镜而言，透过棱镜看物体，会看到物体的虚像，且虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移.如图（a ）所示.②若组成棱镜的材料比周围介质相对折射率小，则光路向顶角偏折，如图（b ）所示. （3）光折射时的色散一束白光通过三棱镜后会扩展成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的光带，这种现象称为光的色散.这种按一定次序排列的彩色光带叫做光谱.①光谱的产生表明：白光是由各种单色光组成的复色光.由于各种单色光通过棱镜时偏折的角度不同，所以产生了色散现象.②色散现象表明：棱镜材料对不同色光的折射率是不同的.紫光经棱镜后偏折程度最大，红光偏折程度最小，所以棱镜材料对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小. ③由折射率的定义n ＝cv可知：在棱镜中紫光的速度最小，红光的速度最大.④各种不同颜色的光在真空中的传播速度是一定的，都等于3×108 m/s ，但不同色光在同一种介质（如玻璃）中的传播速度却不同.波长越长，波速越快.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43. [思路点拨] 题中求解的是竖直向下观察水池时的视深，但在竖直方向上只能画出一条折射光线，要确定池底的视深位置，需要再画出能够进入眼睛且与竖直折射光线有少许夹角的折射光线，然后应用n ＝sin isin r 求解，应注意，在夹角i 很小时，sin i ＝tan i .[解析] 设水池的实际深度为H ，水的视深为h ，从正上方沿竖直向下的方向观察池底S 时，由于光的折射现象，其视深位置在S ′处，观察光路如图所示.由几何关系和折射定律可知： sin i ＝n sin r ，O 1O 2＝h tan i ＝H tan r ，考虑到从正上方观察时，角度i 和r 均很小，所以有sin i ≈tan i 、sin r ≈tan r ，因此h ＝H n ＝3×34m ＝94 m ＝2.25 m.[答案] 2.25 m4.各色光通过玻璃棱镜发生色散时的偏折角度不同，其中紫光的偏折角度比红光的大，这是由于在玻璃中紫光的传播速度（填“大于”或“小于”）红光的传播速度，因此，玻璃对紫光的折射率（填“大于”或“小于”）玻璃对红光的折射率. 解析：对同一介质，红光在介质中传播速度最大，紫光在介质中传播速度最小，因此，由n ＝cv 知，玻璃对红光折射率最小，玻璃对紫光折射率最大. 答案：小于大于规范答题——光的传播、反射、折射的综合问题一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB 镀银，O 表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M 点入射，经过AB 面反射后从N 点射出.已知光线在M 点的入射角为30°，∠MOA ＝60°，∠NOB ＝30°.求：（1）光线在M 点的折射角；（2）透明物体的折射率.[思路点拨] 解决本题的关键是找出光线在AB 界面发生反射的反射点.由几何作图求解M 点的折射角.[解析] （1）如图，透明物体内部的光路为折线MPN ，Q 、M 点相对于底面EF 对称，Q 、P 和N 三点共线.设在M 点处，光的入射角为i ，折射角为r ，∠OMQ ＝α，∠PNF ＝β，根据题意有α＝30°.①由几何关系得：∠PNO ＝∠PQO ＝r ，于是β＋r ＝60° ② 且α＋r ＝β③ 由①②③式得r ＝15°.④ （2）根据折射率公式有sin i ＝n sin r .⑤由④⑤式得n ＝6＋22. [答案] （1）15° （2）6＋22（1）画出正确的光路图是解决这类综合题的关键.（2）根据反射定律及几何关系找出各个界面的入射角、反射角和折射角.（3）应用折射定律求解折射率时，在某一个发生折射的界面上应用n ＝sin θ1sin θ2来求解折射率n .如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点A .现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面镜反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P 与原来相比向左平移了3.46 cm ，已知透明体对光的折射率为 3. （1）透明体的厚度为多大？（2）光在透明体里传播的时间为多长？解析：（1）由n ＝sin αsin β得sin β＝sin αn ＝sin 60°3＝12，故β＝30°.设透明体的厚度为d ，由题意及光路有 2d tan 60°－2d tan 30°＝Δs解得：d＝1.5 cm.（2）光在透明体里运动的速度v＝cn，光在透明体里运动的路程s＝2dcos β，光在透明体里运动的时间t＝sv＝2dnc cos β＝2×1.5×10－2×33×108×32s＝2×10－10s.答案：（1）1.5 cm（2）2×10－10s[随堂检测]1.如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质（）A.折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越大B.折射角越大，表示这种介质对光线的偏折作用越小C.折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越大D.折射角越小，表示这种介质对光线的偏折作用越小解析：选C.根据折射率的定义n＝sin isin r，在入射角相同的情况下，折射角越小的介质，其折射率越大，该介质对光的偏折作用越大；反之，折射角越大的介质，其折射率越小，该介质对光的偏折作用越小，所以正确的选项应该是C.2.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b两束单色光.如果光束b是蓝光，则光束a可能是（）A.红光B．黄光C.绿光D．紫光解析：选D.由题图可知，光束a的折射角小，根据n＝sin isin r知，光束a的折射率大于光束b 的折射率，频率越大，折射率越大，且已知光束b是蓝光，选项中频率大于蓝光频率的只有紫光，故光束a可能是紫光，D项正确.3.如图所示，井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底部各有一只青蛙，则（）A.水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星B.枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星C.水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星D.两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星解析：选B.这是一道典型的视野问题，解决视野问题关键是如何确定边界光线，是谁约束了视野等.如本题中由于井口边沿的约束，而不能看到更大的范围，据此根据边界作出边界光线，如图所示.由图可看出α>γ，所以水井中的青蛙觉得井口小些；β>α，所以水井中的青蛙可看到更多的星星.故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误.4.人造树脂是常用的眼镜镜片材料.如图所示，光线射在一人造树脂立方体上，经折射后，射在桌面上的P 点.已知光线的入射角为30°，OA ＝5 cm ，AB ＝20 cm ，BP ＝12 cm ，求该人造树脂材料的折射率n . 解析：设折射角为γ，将过O 点的法线延长，与BP 交于D 点，由几何关系可得：PD ＝BP －BD ＝BP －AO ＝（12－5）cm ＝7 cmOP ＝OD 2＋PD 2＝AB 2＋PD 2＝202＋72 cm ＝449 cm≈21.2 cm ，所以：sin γ＝PD OP ＝721.2，该人造树脂材料的折射率：n ＝sin 30°sin γ＝0.5721.2≈1.5.答案：1.5[课时作业]一、单项选择题1.关于光的折射现象，下列说法中正确的是（） A.折射角一定小于入射角 B.折射率跟折射角的正弦值成反比C.折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D.折射率大的介质，光在其中的传播速度小答案：D2.有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图中正确的是（）解析：选D.本题中由于玻璃砖上、下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，上表面能够发生折射，则下表面一定能够发生折射，且离开玻璃砖的光线与射向玻璃砖的光线平行，又因为有折射就有反射，故D 正确.3.假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（） A.将提前 B.将延后C.在某些地区将提前，在另一些地区将延后D.不变解析：选B.假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示，在地球上B 点的人将在太阳到达A ′点时才能看到日出；而若地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图AB 曲线进入在B 处的人眼中，使在B 处的人看到了日出.但B 处的人认为光是沿直线传播的，则认为太阳位于地平线上的A ′点，而此时太阳还在地平线以下，日出时间提前了，所以无大气层时日出时间将延后.4.图甲为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n 的装置示意图.他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了图乙所示的折射角正弦（sin r ）与入射角正弦（sin i ）的关系图象.则下列说法正确的是（）A.该玻璃的折射率n ＝23。

第1讲光的折射全反射(可编辑ppt)

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OE=2 cm⑤ 根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有 α=30° 由①②⑥式得 ⑥ n= 3 ⑦
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2.[2017课标Ⅰ,34(2),10分]如图,一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体,O点为球心;下半部是半径为R、高为2R的圆柱体,圆柱体底面镀有反射膜。有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入,该光线与OC之间的距离为0.6R。已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)。求该玻璃的折射率。
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考点一折射定律折射率
1.对折射率的理解
(1)公式n= sin θ1 sin θ2
中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总
是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹
角。
(2)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。
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底面的半径是球半径的 23 倍;在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)
内,有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
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答案 150°
解析设球半径为R,球冠底面中心为O',连接O、O',则OO'⊥AB。令
∠OAO'=α,有
cos α= O' A=
3R 2
①
OA R
即α=30° ②
由题意MA⊥AB
所以∠OAM=60° ③
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设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点,所考虑的光线的光路图如图所示。设光线在M点的入射角为i、折射角为r,在N点的入射角为i',反射角为i″,玻璃折射率为n。由于△OAM为等边三角形,有 i=60° ④ 由折射定律有sin i=n sin r ⑤ 代入题给条件n= 3 得r=30° ⑥ 作底面在N点的法线NE,由于NE∥AM,有i'=30° ⑦

第4章：第1节光的折射定律

第1节光的折射定律[先填空]1．光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，会改变，这种现象叫做光的折射．图4-1-12．入射角与折射角的定性关系入射角：入射光线与法线间的夹角，一般用i表示．折射角：折射光线与法线间的夹角，一般用r表示．实验表明：当入射角变化时随着改变．3．斯涅耳定律(折射定律)入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数．即sin isin r＝n.4．折射率(1)定义光从射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的之比．用n表示．(2)定义式n＝sin i sin r.(3)意义：介质的折射率反映了光在介质中的．(4)折射率与光速的关系光在不同介质中的不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等于光在真空中的速度与光在这种介质中的之比，即.[再判断]1．入射角变化，折射角也随之变化，但入射角一定大于折射角．()2．光的折射率随入射角的增大而增大．()3．介质的折射率越大，光在这种介质中的传播速度越小．()[后思考]不同介质的折射率一般不同，是不是介质的密度越大，其折射率就越大？[核心点击]1．入射角与折射角的大小关系(1)光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定．(2)当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，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角．2．折射光路是可逆的在光的折射现象中，光路是可逆的，即让光线逆着原折射光线射到界面上，光线就逆着原来的入射光线发生折射．3．对折射率的理解(1)关于正弦值：当光由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，但正弦值的比值是一个常数．(2)关于常数n：入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映了该介质的光学特性．(3)折射率与光速的关系：光在介质中的传播速度v跟介质的折射率n有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1.(4)决定因素：介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化．1.一束光从某种介质射入空气中时，入射角θ1＝30°，折射角θ2＝60°，折射光路如图4-1-2所示，则下列说法正确的是( )图4-1-2A ．此介质折射率为33B ．此介质折射率为 3C ．光在介质中速度比在空气中小D ．光在介质中速度比在空气中大E ．当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变2.利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度．在如图4-1-3所示的光路中，A 为激光的出射点，O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO 过半圆顶点．若某条从A 点发出的与AO 成α角的光线，以入射角i 入射到半圆弧上，出射光线平行于AO ，求此玻璃的折射率．图4-1-3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．1．实验器材玻璃砖、白纸三张、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、刻度尺、铅笔．2．实验步骤(1)如图4-1-4所示，将白纸用图钉钉在平木板上；图4-1-4(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线；(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′；(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的象，调整视线方向直到P2的象挡住P1的象．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的象，P4挡住P3及P1、P2的象，记下P3、P4的位置；(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向；(6)连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中；(7)用上述方法分别求出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中．3．数据处理方法一：平均值法求出在几次实验中所测sin isin r的平均值，即为玻璃砖的折射率．图4-1-5方法二：图象法在几次改变入射角、对应的入射角和折射角正弦值的基础上，以sin i值为横坐标、以sin r值为纵坐标，建立直角坐标系，如图4-1-5所示．描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线．求解图线斜率k，则k＝sin rsin i＝1n，故玻璃砖折射率n＝1k.图4-1-6方法三：作图法在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，与OE(或OE的延长线)交于D点，过C、D两点分别向N′N作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图4-1-6所示．由于sin i＝CC′CO，sin r＝DD′DO，而CO＝DO，所以折射率n1＝sin isin r＝CC′DD′.3．如图4-1-7所示，关于“测定玻璃的折射率”的实验，回答以下问题．图4-1-7(1)请证明图中的入射光线和射出玻璃砖的光线是平行的．(2)为减小实验误差，入射角大一些好还是小一些好？4．在“测定玻璃折射率”的实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针，如图4-1-8甲所示．(1)在图4-1-8乙中画出完整的光路图；(2)对你画出的光路图进行测量和计算，求得该玻璃砖的折射率n＝______(保留3位有效数字)；实验时应注意的三点1．实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与E之间距离要稍大一些．2．入射角i应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小．3．玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上．若宽度太小，则测量误差较大．[先填空]1．水中的物体看起来比实际的要浅，这是因为水的折射率空气的折射率，光从水中射入空气时，折射角入射角．2．一束白光射入三棱镜时会发生现象，这是因为不同颜色的光在同一介质中的不同，折射率，其中红光的传播速度，折射率，经三棱镜后偏折程度最小，光的传播速度最小，折射率最大，经三棱镜后偏折程度最大．平常我们所说的某介质的折射率是指七种色光的平均折射率．[再判断]1．当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角．()2．不同颜色的光在同一种介质中的折射率不同．()3．当一束白光射入三棱镜时，红光偏折程度最大，紫光偏折程度最小．() [后思考]棱镜对不同单色光的折射率相同吗？对哪种单色光的折射率最大？[核心点击]1．同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大．2．由n＝cv可知，各种色光在同一介质中的光速不同，红光速度最大，紫光速度最小．3．同一频率的色光在不同介质中传播时，频率不变，光速改变(v＝cn＝λf)，波长亦随之改变．5．如图4-1-9所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是()图4-1-9A．a侧是红光，b侧是紫光B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的速率比b侧光小E．在三棱镜中a、b两侧光的速率相同6．如图4-1-10所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A＝30°，它对红光的折射率为n1，对紫光的折射率为n2，在距AC边d处有一与AC平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜．①红光和紫光在棱镜中的传播速度之比为多少？②若两种色光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点的距离．图4-1-10复色光通过三棱镜发生色散的规律如图4-1-11所示，复色光经过棱镜折射后分散开来，是因为复色光中包含多种颜色的光，同一种介质对不同色光的折射率不同．图4-1-111．折射率越大，偏折角也越大，经棱镜折射后，越靠近棱镜的底部．2．折射率大的，在介质中传播速度小，复色光经三棱镜折射后，靠近顶端的色光的传播速度大，靠近棱镜底端的色光的传播速度小．学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于光的折射现象，下列说法中正确的是()A．折射角一定小于入射角B．折射率跟折射角的正弦值无关C．折射角增大为原来的2倍，入射角也增大为原来的2倍D．折射率大的介质，光在其中的传播速度小E．入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变2．关于折射率，下列说法正确的是()A．某种介质的折射率等于光在真空中传播速度c和光在介质中的传播速度v的比值B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C．两种介质相比较，光在折射率较小的介质中传播速度大D．有些介质的折射率可能小于1E．折射率是介质本身的性质，与折射角无关3.如图4-1-12，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为3，入射角为45°(相应的折射角为24°)，现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则()图4-1-12A．光束1转过15°B．光束1转过30°C．光束2转过的角度小于15°D．光束2转过的角度大于15°E．入射角增大15°，折射率不变4．测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应注意的是()A．玻璃砖的厚度宜大些B．入射角应尽量小些C．大头针应垂直地插在纸面上D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些E．测出的折射率随入射角的增大而增大5.某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以O点为圆心，10 cm 为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段OO′的延长线于C点，过A点作法线NN′的垂线AB交NN′于B点，过C点作法线NN′的垂线CD交NN′于D点，如图4-1-13所示．用刻度尺量得OB＝8 cm，CD＝4 cm，由此可得出玻璃的折射率n＝________.图4-1-136.在直角三角形玻璃砖ABC中，∠A＝30°，平放于水平桌面上，如图4-1-14为其俯视图．一束单色光以45°的入射角水平射入其AB面，在AB面折射后又在AC面处发生一次反射，最后垂直于BC面穿出玻璃砖．求这种玻璃对这束单色光的折射率．图4-1-147.如图4-1-15所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP＝OQ＝R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA＝R2，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD＝3R，求该玻璃体的折射率是多少．图4-1-15[能力提升]8．如图4-1-16所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的象，连接OP3，图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．图4-1-16(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________．(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．9．光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108 m/s)(1)画出折射光路图．(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度．(3)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由．10.如图4-1-17所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光束a以入射角i＝60°射向玻璃砖圆心O，结果在屏幕MN上出现两个光斑．图4-1-17(1)画出光路图．(2)求两光斑之间的距离L.11.在一折射率为n，厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S，从S 发出的光线SA以入射角θ1入射到玻璃板上表面，经玻璃板后从下表面射出，如图4-1-18所示，若沿此光线传播的光，从光源到玻璃板上表面传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S到玻璃板上表面的垂直距离L应是多少？图4-1-18参考答案1.传播方向2．折射角4．(1)真空，正弦．(3)偏折度．(4)传播速度，速度，n ＝c /v . [再判断] 1．(×) 2．(×) 3．(√) [后思考]【提示】介质的折射率与介质的密度没有必然的联系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小．1.【解析】由折射定律n ＝sin θ2sin θ1＝3，A 错误，B 正确；又由n ＝cv 知光在介质中速度比在空气中小，C 正确，D 错误．根据折射率的物理意义，E 正确．【答案】 BCE2.【解析】根据光路图，由折射定律得n ＝sin isin r ，由几何关系得r ＝i －α 故n ＝sin isin (i －α)3．【解析】 (1)如图所示，证明：n ＝sin i 1sin r 1＝sin r 2sin i 2而r 1＝i 2所以i 1＝r 2，所以入射光线平行于出射光线．(2)大一些好．这样测量的误差会小些，可以减小实验误差．【答案】见解析4．【解析】 (1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交点，即为光线在玻璃砖中传播的方向．光路如图所示．(2)设方格纸上正方形的边长为1，光线的入射角为i ，折射角为r ，则sin i ＝5.35.32＋42＝0.798，sin r ＝ 2.22.22＋3.62＝0.521所以玻璃的折射率n ＝sin i sin r ＝0.7980.521＝1.53.【答案】 (1)见解析 (2)1.53(说明：±0.03范围内都可)1．浅，大于，大于，2．，色散，传播速度，不同，最大，最小，紫光 [再判断] 1．．(√) 2．．(√) 3．．(×)[后思考]【提示】不相同，对紫光的折射率最大．5．【解析】由题图可以看出，a 侧光偏折得较厉害，三棱镜对a 侧光的折射率较大．所以a 侧光是紫光，波长较短，b 侧光是红光，波长较长，因此A 错，B 、C 正确；又v ＝cn ，所以三棱镜中a 侧光的传播速率小于b 侧光的传播速率，D 正确，E 错误．【答案】 BCD6．【解析】 ①v 红＝c n 1，v 紫＝cn 2所以v红v紫＝n2n1②画出两种色光通过棱镜的光路图，如图所示，由图得sin r1sin 30°＝n1sin r2sin 30°＝n2x＝d(tan r2－tan r1)＝d(n24－n22－n14－n21)【答案】①n2n1②d(n24－n22－n14－n21)学业分层测评(十)[学业达标]1【解析】光从水进入空气时，折射角大于入射角，选项A错误；折射率由介质材料决定，与折射角的大小无关，选项B正确；折射率n＝sin isin r，折射角增大为原来的2倍，入射角并不增大为原来的2倍，选项C错误；折射率与光速的关系是n＝cv，则n大时v小，选项D正确；根据sin isin r＝n，入射角改变时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不变，E正确．【答案】BDE2．【解析】某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c与光在介质中传播速度v的比值，A、C正确．折射率与折射角和入射角的大小无关，B不对．由于光在真空中的传播速度C大于任何其他介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率都大于1，D错误．折射率是介质本身的性质，与折射角无关，E正确．【答案】 ACE3.【解析】转动前，光束1(反射光)与入射光线的夹角为A ＝45°×2＝90°，光束2(折射光)与入射光线间的夹角B ＝45°＋(180°－24°)＝201°.转动后，反射光线与入射光线的夹角A ′＝60°×2＝120°，据折射定律，sin 60°sin r ＝3，得r ＝30°，则折射光线与入射光线间的夹角为B ′＝60°＋(180°－30°)＝210°.因为ΔB ＝B ′－B ＝9°，ΔA ＝A ′－A ＝30°，故B 、C 项正确．转动后，入射角增大15°，折射率与入射角无关，E 正确．【答案】 BCE4．【解析】玻璃砖厚度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P 1与P 2及P 3与P 4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差．A 、C 、D 正确．入射角较小时，测量误差较大，B 错误．折射率与入射角无关，E 错误．【答案】 ACD5.【解析】由图可知sin ∠AOB ＝AB OA ，sin ∠DOC ＝CDOC ，OA ＝OC ＝R ，根据n ＝sin θ1sin θ2知，n ＝sin ∠AOB sin ∠DOC ＝AB CD ＝102－824＝1.5【答案】 1.56.【解析】由题意可知，光路图如图所示．由几何关系知，AB 面处的折射角为30°.所以，折射率n ＝sin 45°sin 30°＝ 2.【答案】27.【解析】在PQ 面上的入射角满足sin θ1＝OA OB ＝12，θ1＝30°，由几何关系可得θ2＝60°，折射率n ＝sin θ2sin θ1＝ 3.【答案】38．【解析】 (1)sin i ＝ l 1 BO，sin r ＝l 3 CO，因此玻璃的折射率n ＝sin isin r ＝l 1 BOl 3 CO＝l 1l 3，因此只需测量l 1和l 3即可． (2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l 1是不变的，即入射角不变，而l 3减小，所以测量值n ＝l 1l 3将偏大．【答案】 (1)l 1和l 3 n ＝l 1l 3(2)偏大9．【解析】 (1)由题意知入射角i ＝60°，反射角β＝60°，折射角r ＝180°－60°－90°＝30°，折射光路图如图所示．(2)n ＝sin i sin r ＝sin 60°sin 30°＝3，根据n ＝c v得v ＝c n ＝3.0×1083m/s ＝1.7×108 m/s.(3)折射率不会变化，折射率由介质和入射光的频率决定，而跟入射角的大小无关．【答案】见解析10.【解析】 (1)由折射定律和反射定律，画出光路图如图所示：(2)设折射角为r，由n＝sin isin r解得r＝30°，反射角β＝60°两光斑之间的距离L＝R tan 30°＋R tan 60°＝4033cm＝23.1 cm【答案】(1)见解析(2)23.1 cm11.【解析】从光源沿SA传播到玻璃板上表面的时间：t1＝Lcos θ1·c在玻璃板中的传播时间：t2＝dcos θ2·v＝t1根据折射定律：sin θ1 sin θ2＝n又n＝c vcos θ2＝1－sin2θ2解得：L＝n2cos θ1n2－sin2θ1·d【答案】n2cos θ1n2－sin2θ1·d。

光的折射(上课)1

了一千多年的时间，从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。
⑥入射角的正弦和折射角的正弦成正比
sin i n sin r
空气水
水空气
n 大于 1 n 小于 1
折射光路也是可逆的
空气
i
水
r
二、介质的折射率
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与折射角r的正弦值之比值，叫做这种介质的折射率。
人在水上看到物体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。
折射定律应用2：
假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变
没有大气
有大气
有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到太阳
[例题]如图所示，一储油桶，底面直径与高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距d/4。求油的折射率和光在油中的传播速度。
sin i n sin r
斯涅耳定律
4、折射率---反映介质对光的折射作用
i
空气
i
空气
水
玻璃
r
r′
折射率
强调说明：
定义式： n= sini sinr
（1）折射率-----是光从真空射入某种介质中时的折射率（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定的介质，n是定值，不能说 n∝sini或n∝1/sinr
19.2光的折射
复习：光的反射
光在传播到界面时，被两种介质的界面反射回原来的介质中继续传播的现象叫光的反射。

第14章第1讲光的折射全反射色散 LI

基础知识梳理
三、棱镜 1．棱镜对光线的作用让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，经过两次折射而从另一侧面射出时，将向棱镜的底面方向偏折．如图14－2－2所示．
图14－2－2
基础知识梳理
(1)两次折射后，后来的传播方向和原来传播方向间的夹角θ即为偏折角． (2)在入射角相同的情况下，偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角越大．
基础知识梳理
3．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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率．
sini (2)表达式：n＝ sinγ .
基础知识梳理
(3)物理意义折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时，发生偏折程度的物理量，与入射角i及折射角γ 大小无关．
3+2P179-【例3】
图14－2－2
课堂互动讲练
【思路点拨】解决此题明确两点： 1 (1)在光导纤维内光恰好发生全反射，n＝ . sinC (2)光在传输过程中要抓住速度分解的思想．解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！光信号由 A 点进入光导纤维后，沿 AO 方向照射到 O 点，此时入射角 α 恰好等于临界角．光在此介质中的方向传播的距离为 s.
课堂互动讲练
解析：选 AC.由几何关系可知，入射角 θ1＝60° ， 3 sinθ1 2 折射角 θ2＝30° .由折射定律 n＝＝＝ 3，选 A sinθ2 1 2 项正确；在 BC 界面上，入射角为 30° ，临界角的正 1 3 弦值为 sinC＝n＝ 3
课堂互动讲练
＞sin30° ，即 C＞30° ，所以在 F 点，不会发生全反射，B 选项错误；光从空气进入棱镜，频率 f v 不变，波速 v 减小，所以 λ＝ f 减小，C 选项正确；由上述计算结果，作出光路图(图略)，可知 D 选项错误．

七年级科学光的折射1

；纯水设备纯水设备； 2019.1 ；
正也不哪个精历.鞠言壹剑斩杀秧节后,便是立刻进入了呐些人の视线.壹事间,不少领主级别の人物,都在查探关于鞠言の信息.而少数参加少淳于博拍卖会の领主和冥空境修道者,也有已经认出鞠言の.申武城,领主樱竺の府邸.鞠言在诛杀那秧节后,便是飞身出了城市大阵覆盖范围,到了上空,眼申凝视着对面祖明等人身影.“祖明领主！”鞠言冷声道.“呵呵,子好手段啊！”祖明阴笑连连,目光打量着鞠言.“壹般壹般！”鞠言摆摆手,继续道：“祖明领主,俺希望,你能立刻带着麾下の修道者离开樱家领地.呐壹战到目前为止,双方都有壹定の损失.但是如果祖明领主你能就此罢手,那么呐损失就还都在能够控制の范围之内.”“哈哈哈……”祖明领主听到鞠言呐番话,顿事大笑起来.他身边の不少冥空境修道者,也都跟着出笑声.鞠言の提议,在他们看来确实非常の可笑.“你呐子,到底是哪里冒出来の?”“你以为,就凭你区区万物境の道行,能对俺祖明呐么话?看来,你杀了秧节后,对自身の实历产生了虚幻の信心啊！”祖明领主笑过后,脸色愈阴沉下来,带着压抑の怒意,冲着鞠言道.“俺只是为了大家都好而已！如果祖明领主继续纠缠下去,那么将会产生の后果,可能会偏离祖明领主你の想象.”鞠言淡漠の语气道.“好！很好！那么俺倒要看看,你呐区区万物境の家伙,能怎么让后果偏离俺の想象.你有哪个本事,尽能够拿出来让俺看看.”祖明领主目中杀意弥漫.祖明呐样の枭雄人物,怎么可能会由于鞠言几句话就打退堂鼓?况且,就算是他有了撤退の心思,也是不可能做到の.他自身,根本就无法做主,寂边先生才是真正呐场战争の操控着.他撤退,寂边先生也不可能允许.“祖明领主心意已决吗?”鞠言道.“有谁愿意出手,将呐不知天高地厚の子诛杀?”祖明没有继续对鞠言话,而是对身边の冥空境修道者问道.“领主大人,让俺来吧！呵呵,算壹算,从上次闭关修炼至今,俺似乎也已经有

《光的折射》人教版高中物理1

第四章光现象
第4节光的折射
知识管理归类探究
当堂测评分层作业
知识管理
1．光的折射定义：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象叫做光的折射。折射条件：(1)介质发生变化；(2)斜射。
2．光的折射规律内容：光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；折射角小于入射角。光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。光垂直射向界面时，传播方向不改变，入射角增大时，折射角也随之增大。注意：在折射现象中光路是可逆的。说明：(1)发生光的折射时一般同时发生光的反射。 (2)无论光从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角都是大角。 (3)光垂直射向两种物质的界面时，折射角和入射角都等于0。
【点悟】在光的反射现象和折射现象中，反射光线和折射光线都随着入射光线的变化而变化，从而出现了反射角和折射角随着入射角的变化而变化的现象。
类型之二用光的折射规律解释光的折射现象 [2019·武威模拟]如图所示，渔民在叉鱼时，为了能叉到鱼，鱼叉应对准
(B) A．所看到的鱼 B．所看到的鱼的下方 C．所看到的鱼的上方 D．无法判断
6．[2019·武威模拟]如图所示是光在空气和玻璃两种介质中传播的路径，其中 __B_O__是入射光线，__O_A__是反射光线，__O_C__是折射光线，反射角为__6_0_°_，折射角为__3__5_°_，光进入玻璃后偏折角度的大小是__2_5_°_。
光的反射与光的折射的异同点
项目
光的反射
光的折射
光路图
①三线在同一平面内；②反射角与折射角随入射角的变化而变化；③光路都相同点

沪教物理八年级(上)第二章光的折射_1

3.新中国成立以来，我国工人阶级和广大劳动群众，以昂扬的热情和冲天干劲积极投身于社会主义革命和建设，为共和国的发展做出了巨大的贡献。
4.在火热的社会主义建设和改革开放的伟大实践中，涌现出一批又一批杰出的先进模范人物。在平凡的售货员岗位上，张秉贵成为新中国商业战线上的一面旗帜，被誉为 “燕京第九景 ”。
光的折
入
法
N i
射
P
N折/
②折射光线和入射光线分居法线两则
N
③∠γ∠∠i ④光线垂直时间介质表面时，传播方向
N
Q
不改变 ⑤在折射时光路是可逆的
/
3、现象：
1、池水变浅 2、筷子变弯 3、海市蜃楼
4、技巧点拨：
（名校课堂）沪教物理八年级（上）第二章光的折射_1PPT -优秀课件【标准版本】
6 A B C D
7 便会觉得池底比实际深度( )B
A
B
C
D
(C )
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（名校课堂）沪教物理八年级（上）第二章光的折射_1PPT -优秀课件【标准版本】
8
__大__于__入射角，光
从空气中斜射入水中折射角__小__于___入射角.
5、岸上的人看池中有
鱼在水中游泳，其中云是
由于光的反射形成的虚象，
鱼是由光的折射形成的
虚象，水中的鱼看岸上的
人，比实际的高。
（名校课堂）沪教物理八年级（上）第二章光的折射_1PPT -优秀课件【标准版本】

光的折射(1)

下面，老师表演一个小魔术，这是一个水杯，这是一只铅笔，现在让第一小组检查一下这只铅笔有没有什么特殊的地方？经过检查这只铅笔没有特殊的地方，是一只非常普通的铅笔。

好，现在我要将铅笔放入水中，同学们仔细观察，放入前和放入后铅笔有没有发生变化？同学们睁大眼睛，现在是见证奇迹的时刻，同学们仔细观察，铅笔有没有发生变化？对，水中的铅笔看起来好像弯折了。

同学们看大屏幕，水面把铅笔分成了水上部分和水下部分。

问题1：为什么水上部分的铅笔看起来是直？问题2：为什么水中的铅笔看起来是弯折的？每个小组都有一个水杯和一只铅笔，各小组完成实验并分析讨论问题1和问题2。

时间2分钟。

好。

时间到！问题1：为什么水上部分的铅笔看起来是直？有请第一小组李梦钦同学分享你的观点。

好，非常好。

因为水上部分的铅笔和人眼之间只有一种介质是空气，因为光在同种均匀介质中沿直线传播，光线没有偏折，所以人眼看到水面上方的铅笔是直的。

问题2：为什么水中的铅笔看起来是弯折的？此处可以有掌声，回答的非常全面。

因为水上部分的铅笔和人眼之间有两种介质是水和空气，光线会在水和空气的界面处发生折射，所以人眼看到水中的铅笔好像是弯折了。

咱们共同来分析和研究光的传播路径，水中的铅笔某点发出两条光线，现在光线是由水射向空气，是由光密介质射向光疏介质，折射角要大于入射角，但是人眼总是感觉光沿直线传播，感觉光线好像是从这两条折射光线的反向延长线的交点发出的。

所以人眼看到的水中的铅笔会向上偏折，所以看到水中的铅笔好像是弯折了，这是一个虚像，为了验证这是个虚像老师现在将铅笔从水中拿出来，果然，铅笔依然是笔直的。

这个始作俑者就是光的折射。

生活现象2，硬币重现小魔术，我们共同来欣赏一个小魔术，这是一个水杯，现在将一枚硬币放入水杯中，使人眼刚好看不到硬币，现在往水杯里加水，同学们仔细观察，现在是见证奇迹的时刻，非常神奇，加水后又重新看到了硬币。

每个小组都有一个水杯，一枚硬币和一瓶水，各小组按照实验分工再次完成这个小魔术。

光的折射PPT课件 (1)

0
折射光线
界面
玻璃
入射光线与法线的夹角叫入射角。折射光线与法线的夹角叫折射角。
法线
入射角
基本概念
入射点O
空气玻璃
折射角
光的折射
•光从空气斜射入水中
空气入Biblioteka 射角反射角水
☆ 折射角小于入射角
光的折射
•光从水斜射入空气中
水
入射角
折射角
空气
☆ 折射角大于入射角
光的折射
A N N C
空气
快
O
O
水
慢
A
三、生活中常见的折射现象
1 水中的筷子变弯了
解释：
P′
P
2 池水变浅
人在岸上看水中物体的像，比实际物体位置偏高，感觉水比较浅。
池水变浅
3 渔民叉鱼
渔民怎样才能叉到鱼？
由于光的折射，水中物体的位置看起来比实际位置要高些。
5 树变“高”了
A’
A
岸上的树会变高了规律：从一种介质中看另一种介质中的物体，所看到的物体的位置都比实际的“高”
筷子怎么折断了？
看起来向上弯折
视深度(看到的深度)
小于实际深度
一、光的折射现象
【现象】
发生的条件
斜射
发生的位置发生的结果
一种介质到另一种介质
怎样描述折射
传播方向发生改变
【定义】光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。
入射光线
法线
空气
光垂直射入水中,时,传播方向不变
光的折射规律
1、当光从空气斜射入水中时，折射光线偏向法线方向。（即：折射角小于入射角；） 2、当光从水斜射入空气中时，折射光线偏离法线方向。（即：折射角大于入射角；）

1 光的折射第1课时折射现象与折射定律

光的折射种介质的现象。折射发生时，光线会偏离原来的传播方向，这个偏离的角度称为折射角，具体定义为折射光线与法线的夹角。折射定律进一步描述了折射光线与入射光线、法线之间的关系：它们位于同一平面内，且折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；折射角的正弦与入射角的正弦成正比，这个比例常数就是介质的折射率。折射率反映了介质对光的偏折能力，是介质的一种固有属性。需要注意的是，当光垂直于分界面入射时，其传播方向不会发生变化，此时折射角为零。

八年级物理第六章光的折射(一)人教版知识精讲

初二物理第六章光的折射（一）人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第六章光的折射（一）二. 重、难点1. 理解并掌握光的折射规律，知道光在折射现象中路可逆；2. 折射现象的解释，画出折射的光路图；3. 凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用；4. 凸透镜的焦点、焦距和主光轴、光心。

三. 知识点分析（一）折射现象：1. 光由一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象叫折射现象，折射光线与法线的夹角叫折射角。

2. 折射规律：（1）光从空气斜射入水或其它介质中时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线与入射光线分居在法线的两侧，折射角小于入射角；（2）当入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）；（3）两点结论：a. 当光由空气射向其它介质时，折射光线靠近法线偏折；当光由其它介质射入空气时，折射光线远离法线偏折；b. 折射现象中，光路是可逆的。

3. 折射成像：（1）光通过两种介质要发生折射；（2）人眼判断物体位置要根据光的直线传播原理。

（二）透镜：折射面是两个球面的透明体。

1. 透镜的种类：（1）凸透镜：中间厚边缘薄。

（2）凹透镜：中间薄边缘厚。

2. 透镜对光的作用：（1）凸透镜使光线会聚，又叫会聚透镜。

（2）凹透镜使光线发散，又叫发散透镜。

3. 透镜的几个概念：（1）薄透镜：厚度远小于球半径；（2）主光轴：过两个球面球心的直线（点划线）；（3）光心：透镜的中心；（4）焦点：a. 平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点；b. 平行于主轴的光线通过凹透镜后发散的折射光线的反向延长线交主光轴于一点，这点叫做凹透镜的虚焦点。

c. 透镜两侧共有两个焦点。

（5）焦距：焦点到光心的距离。

a. 若透镜的两个球面对称，则两侧焦距相等；b. 焦距越小，透镜的会聚（发散）本领越大。

4.【典型例题】[例1] 如图所示，光线从空气射入某液体中，入射角为45○，折射角为30○，光线射到液体底部水平放置的平面镜上反射回来，最后光线又回到空气中，这时折射角多大？分析：本题是反射定律及折射规律的综合应用，解决这类题的关键是确定好界面和法线，并灵活运用所学规律解决问题。

第1课时光的折射现象及规律人教版八年级物理

A．折射角的大小为50° B．当水面升高时，反射角将变大 C．当水面升高时，光斑A将向右移动 D．当水面升高时，S'到水面的距离变小
3.如图所示，一束激光由空气入射到空水槽底部O点，形成一个光斑。向水槽中注入适量水后，水槽底部光斑移动到O点的_左___（选填“左”或“右”）侧。继续沿水槽壁缓慢注水，在此过程中，入射角_不__变__，折射角 _不__变__（后两空选填“增大”、“减小”或“不变” ）。
1.如图所示，光线斜射到两种透明物质的界面时，同时发生反射和折射现象，则由图可知正确的是（ B ）
A.入射光线为BO B.法线为MN C.入射角为30° D.MN上方可能是空气
2．如图所示，固定在水面上方的光源S发出一束光线经水面反射后在光屏上有一个光斑A，已知光束与水面的夹角为40°，S'是光源经水面反射所成的像。下列说法正确的是（ D ）
光从一种介质斜射入另一种介质
水
两种现象是同时发生的
空气一部分在水中发生偏折
光的折射
入射光线
N 法线
入射角
i
空气
O
水
r
折射折射光线
角
三线两角
知识点二光的折射规律
回顾前面学习的反射定律，思考：折射规律和反射定律一样吗？
猜想：
1.折射光线、入射光线、法线在同一平面内？ 2.折射光线、入射光线分居法线两侧？ 3.折射角小于入射角？ 4.光路可逆？
课堂小结
折射现象：当光从一种介质斜射入另一种介质中
光
时，传播方向发生偏折
的
①当光从空气斜射入其他介质中时，折射
折
角ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于入射角
射
折射规律

光的折射阅读材料1

读一读，你有哪些收获和体会
关于光的折射的解释光为什么会折射?要回答这个问题，首先就要弄清楚：光究竟是什么，或者说，光的本性是什么。从 17 世纪起，科学家们就在探讨这个问题。对于这个问题，由于见解不同，历史上科学家们分成了两大派。一派以牛顿(英国物理学家)为代表，认为光是由亿万个弹性小微粒组成的，这就是光的微粒说。另一派以惠更斯(荷兰物理学家)为代表，认为光是一种和声音一样的波，由发光体引起，和声波一样依靠介质来传播。牛顿的微粒说可以很好地说明光的反射现象。光线遇到一个光滑表面的时候，就像乒乓球碰到墙壁一样被反弹回来。但是，这种理论在说明其他的一些光学现象的时候，遇到不可克服的困难。例如，一束光射到两种介质的界面上时，为什么会同时发生反射和折射?按照微粒说，组成光的粒子到达界面后只能有一种行为，反射或是折射，而不会同时发生两种运动。尽管牛顿对微粒说进行了一些补充和修正，但是它对光学实验中不断涌现的新现象还是解释不通。由于牛顿有很多科学成就，名气很大，所以，当时的许多科学家都赞同牛顿提出的微粒说。到了 19 世纪，又一位英国物理学家托马斯· 杨重新提出惠更斯的波动说。他说：“尽管，我仰慕牛顿的大名，但是我并不因此认为他是百无一失的。我…… 遗憾地看到他也会弄错，而他的权威有时也许会阻碍科学的进步。”事实的确如此，在 18 世纪的一百年间，由于微粒说占统治地位，光学没有多大进展。 19 世纪初，在许多科学家共同努力下，光的波动说才得到了广泛的承认，尽管后来又遇到了新的挑战。下面，我们就根据光的波动说来解释光的折射。人们常把光波类比水水波，因为它们之间有很多相似的地方。图 2.3－3 中我们把光波画得像水波一样，利用一些横线表示光波在行进中的波纹。当光斜射入玻璃的时候，一个波纹的一边先触及玻璃的表面，由于光在玻璃里比在空气里前进的速度小，所以波纹的这一边就先慢下来了，这样波纹的前进就改了

光的折射1

八年级物理光的折射1

1 第1节 光的折射定律

第1讲 光的折射 全反射(可编辑ppt)

第4章：第1节 光的折射定律