物理人教版选修3-4名师导航 第十三章 1.光的折射含解析
最新人教版高中物理选修3-4第十三章《光的反射和折射》
1光的反射和折射1．光的反射及反射定律(1)光的反射：光从第一种介质射到它与第二种介质的分界面时，一部分光会返回到第一种介质的现象。
(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内；反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
【例1】一个点光源，放在平面镜MN前，若MN不动，光源S以速度2 m/s沿与镜面成60°角的方向向右匀速直线运动，如图所示，则光源在镜中的像将()A．以速率4 m/s沿OS直线方向向右平移B．以速度2 m/s垂直于OS向下平移C．从镜的另一侧向O点做2 m/s的直线运动D．在S上看到像以2 3 m/s速度向S靠近解析：如图先作出两个不同时刻光源的像的位置，再具体研究像和物运动有什么联系。
作S的像S′(可用对称法)，并作经时间t后的位置S1及像S1′，由几何对称关系可知SS1＝S′S1′，故得像S′将沿直线S′O以v＝2 m/s速率做直线运动。
故C正确。
由对称关系可知，在t时间内S和S′沿垂直于镜面的方向的移动距离SA和S′A′大小相等，故它们互相靠近，其间距离变化量为Δx＝SA＋S′A′＝2SA，像相对物靠近的速度为v0′＝Δx/t＝2AS/t＝2·v0cos 30°＝3v0＝2 3 m/s，故D正确。
答案：CD点技巧对称性的应用根据平面镜成像的对称性特征知，引起像距镜面距离变化的是物垂直镜面的分速度。
平行于镜面的分速度物与像同向且相等。
因此求解时，常将物的运动速度分解成平行镜面和垂直镜面的两个分速度，从而确定像的两个分速度，进而求出像的移动速度及方向。
2．光的折射及折射定律在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。
实例分析：①将筷子插入水中，如图所示，观察水面处筷子形状的变化，水中的筷子向上折了；②向盛水的杯和无水的杯中分别投放硬币，观察水中的硬币看上去水变浅了。
当光由真空射入水中时，折射角随入射,角的增大而增大，其正弦值之比也增大吗？对确定的介质，虽然折射角随入射角的增大而增大，但入射角的正弦与折射角的正弦之比(即介质的折射率)是不变的。
物理人教版选修3-4名师导航 第十三章 1.光的折射 含解析
1 光的折射名师导航知识梳理1.光的反射（1）光的反射现象：光射向另一介质界面时，____________的现象.（2）反射定律：____________线、____________线和____________线在同一平面上；____________和____________分居在法线两侧；角等于角.2.光的折射（1）光传播到两介质的分界面上，一部分光____________另一种介质中，并且____________的传播方向，这种现象叫做光的折射.（2）光的折射定律：____________光线跟____________光线和____________在同一平面内，____________光线和____________光线分别位于____________的两侧，____________的正弦跟____________的正弦成____________比.（3）折射率：光从____________射入____________发生折射时，____________θ1的正弦与____________θ2的正弦之比，叫做这种介质的折射率.即n=____________，某种介质的折射率等于光在中的传播速度c跟光在____________中的传播速度v之比，即n=____________.知识导学光学知识可以粗略地分为两类：一类是几何光学，以光的直进规律为基础研究光的传播；另一类是物理光学，研究光的本性以及光和物质的相互作用规律，这也就是本章的全部内容.光的折射是学习本章的基础.学习本节时，结合日常生活中观察到的各种跟光的折射和反射有关的现象，通过探究实验，获得基本的认识，同时对光的反射定律进行复习回顾.明确入射角、反射角、折射角的关系，深刻理解折射率的概念，灵活运用光路可逆原理.液体折射率的测定具有现实意义，折射率是定量反应介质改变光路能力的一个物质概念，是高考考查的重点.结合生活实际思考如何测定液体的折射率，以提高自己分析解决问题的能力，同时对本节知识也有一个更深刻更全面的理解和认识.疑难突破关于折射率的理解剖析：（1）光从真空射入某种介质发生折射，入射角θ1的正弦跟折射角θ2的正弦之比n 叫做这种介质的折射率：n=21sin sin θθ （2）折射率和光在介质中传播的速度有关：当c 为真空中的光速，v 为介质中的光速时：n=vc . （3）折射率是反映介质光学性质的物理量，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.（4）各种介质的折射率是不同的，两种介质相比较，折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质.典题精讲【例1】 如图13-1-1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n=2玻璃表面.图13-1-1（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？（2）当入射角θ1为多少时，反射光线和折射光线垂直？思路解析：设折射角为θ2，由n=21sin sin θθ=2sin θ=21245sin sin 1== n θ,所以θ2=30°，又θ1′=45°，则反射光线与折射光线的夹角θ=180°－θ1′－θ2=105°.（2）当反射光线和折射光线垂直时，θ1′+θ2=90°，n=21sin sin θθ='11sin sin θθi=21cos sin θθs=tan θ1 则入射角θ1=arctan 2.答案：（1）105° （2）arctan 2绿色通道:分析解决光的折射问题的一般方法：（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、折射定律求解；（4）注意在折射现象中，光路是可逆的.变式训练1:光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率是（ ) A.2 B.3 C. 2/2 D.3/3 答案：B变式训练2:如图13-1-2所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO 以入射角i 照射到液面上，反射光OB 射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B。
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习资料讲解
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率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，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。
发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。
）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
人教版高中物理选修3-4精品课件 第十三章 1 光的反射和折射
砖的另一边bb'。
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探究一
探究二
探究三
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(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的像,调整视线方向直到P2的像挡住P1的像,再在观察者
一侧竖直插上两枚大头针P3、P4来自使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及
由图得
sin
n=sin
①
由几何关系得 1.5tan i+3tan i=6
解得
所以
4
tan i=3
4
sin i=
5
②
P 点至树岸边的距离为 3tan i=4
sin r=
4
2
42 +ℎ
③
把②③代入①得 h=5.3 m。
答案:5.3 m
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归纳总结解决光的反射、折射问题的方法
(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。
在折射现象中,光路是可逆的。
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典例剖析
例题1如图所示,一小孩站在宽6 m的河边,在他正对面的岸边有
一距离河面高度为3 m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河
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2.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
物理人教版选修3-4 第13章 1光的反射和折射 Word版含解析
教材习题点拨1．甲、丁不可能发生，乙、丙可能发生解析：光线垂直圆形界面射向O 时，入射角等于零，光线不发生偏折，只在经过平面界面时发生偏折。
光线由空气进入玻璃时，折射角小于入射角；反之，由玻璃进入空气时，折射角大于入射角。
根据上述知识进行判断。
甲：光线由空气进入玻璃，折射角大于入射角，不可能发生。
乙：光线由空气进入玻璃，折射角小于入射角，可能发生。
丙：光线由玻璃进入空气，折射角大于入射角，可能发生。
丁：光线由玻璃进入空气，折射角等于入射角，不可能发生。
注意：可能发生不表示一定发生，因未给出临界角，不能判断光线由玻璃进空气时入射角是否大于临界角，即情况丙只能判断可能发生，不能断定一定发生。
情况乙不但是可能发生，而且是一定发生。
2．θ2＝30°解析：由折射定律可知：sin θ2＝sin 60°n323＝12所以θ2＝30°光路图如图所示。
3．v 水＝2.26×108 m/s ，v 水晶＝1.94×108 m/s解析：由折射率公式n ＝c v 可知v 水＝c n 水＝3×1081.33 m/s ＝2.26×108 m/s 同理可得v 水晶＝1.94×108 m/s4．1.12 2.69×108 m/s解析：由折射率公式n ＝sin θ1sin θ2得：n ＝sin (90°－50°)sin (90°－55°)＝1.12 v ＝c n ＝3.0×1081.12m/s ＝2.69×108 m/s5．在实际位置的上方解析：昆虫表面的反射光经水折射后进入鱼的眼睛，折射角小于入射角，因而，鱼逆着折射光看出去，昆虫位置在实际位置的上方。
光路如左下图所示。
6．光路如右上图所示(1)证明：对于入射点O ，根据折射定律得：n ＝sin θ1sin θ2对于出射点O ′，同理有：n ＝sin θ4sin θ3因为θ1＝θ4所以AO ∥OB 。
人教版高中物理选修3-4第十三章知识点汇总
人教版高中物理选修3—4第十三章知识点总结 第十三章 光一、几何光学：1、光的直线传播：2、光的反射：3、光的折射：1）介质的折射率：（1）定义：光从真空射入某种介质时，入射角正弦与折射角正弦的比值称为这种介质的折射率21sin sin θθ=n （2）与光在介质中的速度的关系：CV n = 2）光的折射定律：①折射光线与入射光线在同一平面内②折射光线与入射光线分居界面法线的两侧③入射角正弦与折射角正弦的关系为光从真空进入介质：n =21sin sin θθ 光从介质进入真空：n 1sin sin 21=θθ 3）测定玻璃的折射率：4、全反射：（1）含义：光射到两种介质的界面上全部返回原介质而无折射的现象（2）发生全反射的条件： ①光从光密介质射向光疏介质②入射角大于等于临界角（1）光密介质与光疏介质：两种介质相比，折射率大的介质称为光密介质；折射率小的介质称为光疏介质（4）临界角： ①含义：折射角为90○时对应的入射角②计算公式：nC 1sin =（从介质射向真空）（5）光从光密介质射向光疏介质时的其他情况：入射角增大折射角增大，折射光的强度变小（6）全反射的应用→光导纤维：※：光导纤维的应用：医学上的内窥镜，光纤通信5、白光经过棱镜的色散（1）产生的原因：不同色光在同一介质中的传播速度不同（2）说明的问题：白光是一种复色光（3）不同色光折射率、光速、频率、波长的比较：二、光的波动性：1、光的干涉：1）双缝干涉：（1）P 点到两光源的路程差：d Lx =∆ （2）相邻亮条纹或相邻暗条纹间隔：λd L x =∆ （3）干涉图样： ①单色光干涉：等宽的明暗相间和条纹②白光干涉：条纹是彩色的2）薄膜干涉：（1）两反射光的路程差：d 2=∆（2）白光干涉：彩色图样（3）应用： ①增透膜：厚度为4/λ②检查平面：（4）光的干涉说明的问题：光是一种波2、光的衍射：1）明显衍射的条件：光的波长与孔、缝、障碍物的尺寸相差不多2）几种衍射：（1）光通过小孔的衍射（2）光通过狭缝的衍射（3）泊松亮斑（4）衍射光栅：狭缝数多→衍射条纹宽度变小，亮度增加（5）衍射说明的问题：光是一种波3、光的偏振：1）光的偏振现象：2）偏振光：在垂直光的传播方向上只有某个特定方向振动的光3）反射现象中的偏振：4）光的偏振说明的问题：光是一种横波三、激光的特性及应用：（1）相干性好：应用于传递信息（光纤通信）（2）平行度好：精确测距（激光雷达）、读光盘（3）亮度高：切割、焊接（医学上的“光刀”、“焊接”视网膜）、引起核聚变。
最新人教版高中物理选修3-4教学案：第十三章 第1节 光的反射和折射含答案
第1节光的反射和折射第一课时 光的反射和折射一、反射及反射定律 1．光的反射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象。
2．反射定律反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角。
二、光的折射和折射率1.光的反射定律：简记为，共面、两侧、相等。
2．荷兰数学家斯涅耳总结的光的折射定律：(1)内容：折射光线与入射光线、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。
(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n 12，式中n 12是比例常数。
3．物理学中把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，用符号n 表示。
4．折射率n 由介质本身及入射光的频率决定，且有n ＝cv 。
1．光的折射和折射定律 光的折射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光进入第2种介质的现象入射角折射角入射角：入射光线与法线的夹角 折射角：折射光线与法线的夹角折射定律折射光线与入射光线、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sin θ1sin θ2＝n 12光路可逆性 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的2．折射率 (1)物理意义反映介质的光学性质的物理量。
(2)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，简称折射率，即n ＝sin θ1sin θ2。
(3)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 之比，即n ＝c v。
(4)特点任何介质的折射率都大于1。
1．自主思考——判一判(1)反射定律是确定反射光线的位置的规律。
(√) (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。
高中物理选修3---4第十三章第一节《光的反射和折射》新课教学课件
2.定义式： n sin 空 sin 介
3.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 质中的传播速度v之比：
n c 空 介
几种介质的折射率：
思考：
问题：常数n究竟与什么因素有关？
N A
N A
1
1
O
空气
O
空气
玻璃
水
2 B
N'
2 '
B N'
n sin 1 1.50
n sin 1 1.33
结论1s：in可2见，常数n与介质有关。n越大s，in同2一' 种光线从空
气斜射入介质时偏折的角度越大。n反映了介质对入射光线偏折
问题：光的反射有什么 规律？
天光云影
复习回忆
※光的反射规律：
1. 光的反射定律： 反射光线与入射光线和法线在同一平面内， 反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
2.在光的反射现象 中，光路可逆。
2.光的反射现象具 有普遍性。
法线
B
A
入射光线 入射角 反射角 反射光线
O
问题：光的折射有什么规律？
6.光的折射现象具有相对性。
问题：常数n12 与入射角、折 射角的大小有 关吗？
无关，是一个 实验规律。
※只探讨光 自空气（近似为 真空）射入某种 介质，或光从某 种介质射入空气 （近似为真空） 的情形。将n12 简化为n。
思考：
入射角θ1
5° 10° 15 ° 20 ° 30 ° 40 ° 50 ° 80 °
人教版高中物理第十三章 光13.1光的折射
光电效应：19世纪末，光电效应被发现，光的波 动说在光电效应面前束手无策，人们又认识到了 光确实具有粒子性。爱因斯坦提出了光的量子理 论---光子说. 人们终于认识到光既具有波动性又具有粒子性。
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光的反射 光的反射回顾
光的反射定律的内容
光从一种介 质射到它和另一 种介质的分界面 时,一部分光返回 到这种介质中的 现象。
O CD
课堂小结：
光的折射
光的折射定律
三线共面
sinθ1 / sinθ2 ＝常数
光
的
折 射
折
率
射n
1.反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害 2.定义式 sinθ1 / sinθ2 ＝n－－光从真空中进入介质 （ 1/n＝sinθ1 / sinθ2 －－光从介质进入真空）
3.决定式: n= c/v
深处，当在介质界面正上方观察时，物体的视 深为：
h h0 n
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2、视高公式:
如果从折射率为n的介质中，观察正上方距液面
高为
h
的物点，则视高为
0
h nh0
编辑ppt
3、视深与视高公式的应用： 利用视深与视高公式，不仅可以极为简捷地测
定介质的折射率，而且还可以很方便地分析和解 决与视深和视高有关的各种问题。
折射角：折射光线与法线之
间的夹角。
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入射角与折射角的关系：
Ａ光从空气中射入水中：
结论：入射角大于折射角。 入射角增大，折射角增大。
特殊：当入射角等于0时， 折射角也为0，传播方向不变。
编辑ppt
B光从水中射入空气中。
结论：入射角小于折射角。
入射角增大，折射角增大。
高中物理人教版选修3-4： 13.1 光的反射和折射
光在介质中传播的速度。
c
n
（与θ1、θ2无关）
介质
折射率
介质
折射率
金刚石
2.42
岩盐
1.55
二氧化碳
1.63
酒精
1.36
玻璃 水晶
1.5-1.8 1.55
水 空气
1.33 1.00028
任何介质的折射率均大于1：n>1
【应用1】插入水中的铅笔为什么会弯折？
岸上的人看水中的物体，看到的是物体的虚像，像的位 置比物体的实际位置偏高，人感觉水变浅。
= n12 比例常数
光路 空气→玻璃 n 大于 1 可逆 玻璃→空气 n 小于 1
三、折射率
1、折射率：
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。
n sin1 1 sin2 2
n c
c
υ
2、n反映介质的光学性质，只与介质有关，取决于
பைடு நூலகம்
铅笔折断了吗？
海市蜃楼
光的反射现象
光被两种介质的分界面反射回原来的介质中
A
法线
B
入射光线 入射角 反射角 反射光线
光
平面镜
O
路
（1）反射光线、入射光线和法线同平面 可
（2）反射光线和入射光线分居法线两侧 （3）反射角和入射角相等
逆
一、光的反射定律 1、反射定律： 反射光线与入射光线、法线在同一平面内，反射光线
【例1】如图一个储油桶的底面直径与高均为d．当桶内没有 油时，从某点Ａ恰能看到桶底边缘的某点Ｂ。当桶内油的深度 等于桶高的一半时，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶低上的点C， ＣＢ两点距离d/4．求油的折射率和光在油中传播的速度。
物理人教版选修3-4学案第十三章第1节光的反射和折射_1
1．光的反射和折射1．通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律。
2．理解折射率的定义及其与光速的关系。
3．学会用光的折射、反射定律来处理有关问题。
从空气中看水中的物体，感觉变浅了，把铅笔放入有水的玻璃杯中好像折断了，这些现象在初中我们就学过，叫做光的折射。
那么光的折射到底是怎么一回事呢？怎样描述光的折射呢？提示：光从一种介质进入到另一种介质时，光的传播方向发生了改变，这种现象叫折射现象，用折射率来描述介质对光的折射情况。
1．反射及反射定律(1)光的反射：光从一种介质照射到与另一种介质的______时，一部分光会____到第一种介质的现象。
(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在____平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的____；反射角____入射角。
(3)光路的可逆性：在光的反射中，光路是____的。
2．折射及折射定律(1)光的折射：光从一种介质照射到与另一种介质的分界面时，一部分光____另一种介质的现象。
(2)折射定律：折射光线与入射光线、法线处在____平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的____；入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦成____，即sin θ1sin θ2＝n 12(n 12是比例常数)。
(3)光路的可逆性：在光的折射中，光路是____的。
3．折射率(1)定义：光从____射入某种介质发生折射时，______的正弦与______的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n 表示。
(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2。
(3)物理意义：是一个与介质有关的常数，反映介质的________。
(4)用光速表示的折射率公式：________，某种介质的折射率，等于光在____中传播的速度c 与光在这种____中的传播速度v 之比。
4．实验：测定玻璃的折射率[实验目的]测定玻璃的折射率[实验原理]如图所示，当光线AO 以一定入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线的O ′B ，从而画出折射光线OO ′，量出折射角θ2，再根据__________算出玻璃的折射率。
人教版 物理选修3-4第十三章 光学
1、反射定律 入射角等于反射角：i 2、折射定律
n1
i
n2
o
n1 n2 入射角的正弦与反射角的正弦成正比： n1 sin i n2 sin
结论1：介质的折射率n越大，角度越小！ 注意：光在传播过程中，光路是可逆的！
3、折射率n
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 的折射率。
1、光的颜色 光的频率决定光的颜色，不同颜色的光，频率不同。 白光是复色光。 2、光的色散 含有多种颜色的光被分解为单色光的现象，叫光的 色散。
3、几种色散 1）薄膜干涉的色散
白光 2）衍射时的色散
3）折射时的色散
结论5：单色光的折射率越大，偏折的越厉害。
七. 激光
1、激光的特点：
1）激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相 干性；
结论3：由于介质的折射率总是大于1，则介 质中的光速总是小于c，且光在光密介质中的 速度小于在光疏介质中的速度。
二. 全反射
1为光疏介质；2为光密介质。 n1 n2 全反射的条件：
o
i
光从光密介质射入光疏介质。
n1 n2 当i↑时，θ↑，γ↑。当i=C时，γ=900，折射光 消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。 C称为临界角。 n1 0 n1 sin 90 n2 sin C C arcsin n2 结论4：两种介质的折射率差别越大，越容易 发生全反射。
2）平行度非常好； 3）亮度高。
2、激光的应用：
实验室，光纤通讯，全息照相等
三. 光的干涉
根据三角函数关系：
d l
r2 r1 d sin
l 另一方面， x l tan l sin x 我们可得： r2 r1 d l x 若屏上出现亮纹时，则 r2 r1 d k , k 0,1,2, l l 即亮纹中心的位臵为 x k 看图，讨论？ d l r1 所以条纹间距为 x d
人教版高中物理选修3-4第十三章第1讲.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理第1讲光的反射和折射[目标定位] 1.理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系.3.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图.4.会用插针法测定玻璃的折射率．一、反射定律和折射定律1．光的反射及反射定律(1)光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象．(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．2．光的折射及折射定律(1)光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象．(2)入射角、折射角入射角：入射光线与法线间的夹角折射角：折射光线与法线间的夹角(3)折射定律折射光线与入射光线、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.sin θ1sin θ2＝n123．与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的．想一想光在两种介质的界面发生反射和折射现象时，反射光线、折射光线和入射光线的传播速度是否相同？答案光在不同介质中的传播速度不同．反射光线和入射光线是在同一介质中，故它们两个的传播速度相同；折射光线和入射光线不在同一介质中，故它们两个的传播速度不同．二、折射率(n)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，用符号n表示．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之比，即n＝c v .3．任何介质的折射率n都大于1.想一想当光从水射入空气发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做水的折射率，这种说法正确吗？为什么？答案不正确．空气可以作为真空处理，根据折射率的定义可知光从空气射入水发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做水的折射率.一、对折射率的理解1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其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．2．应用n＝sin θ1sin θ2计算介质折射率时，注意θ1为真空中的光线与法线夹角，θ2为介质中光线与法线的夹角．例1 关于折射率，下列说法正确的是( )A．根据sin θ1sin θ2＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据sin θ1sin θ2＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．根据n＝cv可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与波长成反比解析介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错；由于真空中的光速是个定值，故n与v成反比是正确的，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确．答案CD借题发挥折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比．例2如图13－1－1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由图中标出，由此可以判断( )图13－1－1A．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：n1sin 45°＝n2sin 40°，n2sin 26°＝n3sin 40°，得n2＞n1＞n3，B项对，D项错；由n＝cv可知v2<v1<v3，A项对，C项错．答案AB二、光的折射定律的应用解决光的折射问题的基本思路：1．根据题意画出正确的光路图．2．利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角．3．利用折射定律n＝sin θ1sin θ2、折射率与光速的关系n＝cv列方程，结合数学三角函数的关系进行运算．例3 一束光线射到一个玻璃球上，如图13－1－2所示．该玻璃球的折射率是3，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向．(用与入射光线的夹角表示)图13－1－2解析该题考查折射定律．光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所示．由折射定律得sin i1sin r1＝n，sin i2sin r2＝1n.由△AOB为等腰三角形，则i2＝r1.由几何关系知r1＋∠1＝60°，i2＋∠2＝r2，又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60°.答案与入射光线的夹角为60°借题发挥在解决光的折射问题中正确画出光路图是前提，利用几何关系确定边、角关系是关键．三、测定玻璃的折射率1．实验原理：用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝sin θ1 sin θ2.2．实验器材：两面平行的玻璃砖，方木板，白纸，图钉(若干)，大头针四枚，直尺，量角器，铅笔．3.实验步骤：(1)如图13－1－3所示，将白纸用图钉钉在平木板上．图13－1－3(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的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3本身及P1、P2的像，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θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′，用量角器量出θ1和θ2，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)用上述方法测出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中．(8)算出不同入射角下的正弦比值sin θ1sin θ2，最后求出在几次实验中比值sin θ1sin θ2的平均值，即为玻璃砖的折射率．4．注意事项(1)实验中，玻璃砖在纸上位置不可移动．(2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用．(3)大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差．(4)实验中入射角不宜过小，否则会使测量误差大，也不宜过大．(5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光和入射光不平行，同样能测出折射率．例4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，在棱镜的一侧插入两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3，P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图13－1－4所示．图13－1－4(1)在本题的图上画出所需的光路；(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是________，________，在图上标出它们；(3)计算折射率的公式是________．解析(1)如图所示，画出通过P 1，P2的入射光线，交AC面于O，画出通过P3，P4的出射光线交AB面于O′.则光线OO′就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线．(2)在所画的图上注明入射角θ1和折射角θ2，并画出虚线部分，用量角器量出θ1和θ2(或用直尺测出线段EF，OE，GH，OG的长度)．(3)n＝sin θ1sin θ2(或因为sin θ1＝EFOE，sin θ2＝GHOG，则n＝EFOEGHOG＝EF·OGOE·GH)．答案见解析对折射率的理解1．光从真空射入某介质，入射角θ1从零开始增大到某一值的过程中，折射角θ2也随之增大，则下列说法中正确的是( )A．比值θ1/θ2不变B．比值sin θ1/sin θ2不变C．比值sin θ1/sin θ2是一个大于1的常数D．比值sin θ1/sin θ2是一个小于1的常数解析由折射率概念可知：折射率与介质有关，对于同一束光介质的折射率不变，即n＝sin θ1sin θ2不变，又n＝cv，故n始终大于1.答案BC折射定律的应用2．一条光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是( ) A．75°B．90°C．105°D．120°解析如图所示，根据折射定律sin θ1sin θ2＝n，则sin θ2＝sin θ1n＝sin 45°2＝12，θ2＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°－45°－30°＝105°，C正确．答案 C3.如图13－1－5所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为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，在A 点沿AB 方向看去，看到桶底上的C 点，C 、B 相距14d .由此可得油的折射率n ＝________；光在油中传播的速度v ＝________m/s.(结果可用根式表示)图13－1－5解析 作出光路图如图所示．由题意知，sin α＝22，sin β＝d4(d 2)2＋(d4)2＝15＝55，故油的折射率n ＝sin αsin β＝102， 光在油中传播的速度v ＝c n＝610×107 m/s. 答案102610×107 测定玻璃的折射率4. 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13－1－6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13－1－6解析 由题图可知sin ∠AOB＝ABOA ，sin ∠DOC ＝CDOC，OA ＝OC ＝R ，根据n＝sin θ1sin θ2知，n＝sin ∠AOBsin ∠DOC＝ABCD＝102－824＝1.5.答案 1.5题组一光的反射现象和折射现象1．关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是( )A．光发生反射时，光的传播方向一定改变B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C．光发生折射时，一定伴随着反射D．光发生折射时，光的传播方向可能偏转90°解析由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射时，光的传播方向都要改变，选项A正确；光发生反射时，当入射角等于45°时，光的传播方向偏转90°，选项B正确；光从一种介质射到两种介质的分界面时，一定有部分光发生反射，选项C正确；光发生折射时，光的传播方向偏转一定小于90°，选项D错误．答案ABC2．关于光的折射现象，下列说法正确的是( )A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．光由一种介质进入另一种介质，传播方向一定改变C．人观察盛水容器的底部，发现水变浅了D．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大答案 C3．如图13－1－7所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是( )图13－1－7A．AO是入射光，OB为反射光，OC为折射光B．BO是入射光，OC为反射光，OA为折射光C．CO是入射光，OB为反射光，OA为折射光D．条件不足，无法确定解析法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧．入射角大小等于反射角，可知CO为入射光线，OB 为反射光线，OA为折射光线．答案 C4．井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(如图13－1－8所示，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则( )图13－1－8A．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这是一道典型的视野问题，解决视野问题的关键是确定边界光线和确定是谁约束了视野等．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，A、C、D错误．答案 B题组二折射率及折射定律5．光从空气斜射进入介质中，比值sin isin r＝常数，这个常数( )A．与介质有关B．与光在介质中的传播速度有关C．与入射角的大小无关D．与入射角正弦成正比，跟折射角的正弦成反比解析介质的折射率与介质有关，与入射角无关，介质对光的折射率n＝c v ，选项D错误，选项A、B、C正确．答案ABC6.如图13－1－9所示，光在真空和某介质的界面MN上发生偏折，那么( )图13－1－9A．光是从真空射入介质B．介质的折射率是1.73C．光在介质中传播速度为1.73×108 m/sD．反射光线与折射光线的夹角是90°答案BCD7.两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图13－1－10所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是( )图13－1－10A．在水中的传播速度，光束a比光束b大B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大解析由公式n＝sin θ1sin θ2，可得折射率n a<n b，C正确，D错误；由v＝cn，n a<n b知v a>v b，A正确，B错误．答案AC8.如图13－1－11所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )图13－1－11A.12B．22C. 3 D．3 3解析顶角A为30°，则光从AC面射出时，在玻璃中的入射角θ1＝30°.由于出射光线和AC的夹角为30°，所以折射角θ2＝60°.由光路可逆和折射率的定义可知n＝sin θ2sin θ1＝3，C项正确．答案 C9. 两束细平行光a和b相距为d，从空气中互相平行地斜射到长方体玻璃砖的上表面，如图13－1－12所示，若玻璃对a的折射率小于对b的折射率．当它们从玻璃砖的下表面射出后，有( )图13－1－12A．两束光仍平行，间距等于dB．两束光仍平行，间距大于dC．两束光仍平行，间距小于dD．两束光不再相互平行解析 作出两种光线在平行玻璃砖的光路图．根据n a ＝sin isin r a，n b＝sin isin r b，由题意知n a <n b ，r a ＞r b ，故d ′>d .光线经两侧面平行的玻璃砖后方向不变，折射光线平行．B 对． 答案 B10．(2014·北京理综，20)以往，已知材料的折射率都为正值(n >0)．现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n <0)，称为负折射率材料．位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足sin isin r ＝n ，但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)．现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出．若该材料对此电磁波的折射率n ＝－1, 正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )解析 由公式sin isin r＝n 及n ＝－1，根据题意及图知，i ＝α时，r ＝－α，则B 对，A 、C 、D 均错． 答案 B11．(2014·江苏单科，12B(3))Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉．电子显微镜下鳞片结构的示意图如图13－1－13.一束光以入射角i 从a 点入射，经过折射和反射后从b 点出射．设鳞片的折射率为n ，厚度为d ，两片之间空气层厚度为h .取光在空气中的速度为c ，求光从a 到b 所需的时间t .图13－1－13 解析设光在鳞片中的折射角为γ，由折射定律sin i＝n sin γ在鳞片中传播的路程l1＝2dcos γ，传播速度v＝cn，传播时间t1＝l1v解得t1＝2n2dc n2－sin2i，同理，在空气中的传播时间t2＝2h c cos i则t＝t1＋t2＝2n2dc n2－sin2i＋2hc cos i.答案2n2dc n2－sin2i＋2hc cos i题组三测定玻璃的折射率12.在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，其实验光路图如图13－1－14所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是( )图13－1－14A．为了减少作图误差，P3和P4的距离应适当取大些B．为减少测量误差，P1、P2连线与玻璃砖界面的夹角应适当取大一些C．若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像D．若P1、P2连线与法线NN′间夹角较大时，有可能在bb′一侧就看不到P1、P2的像解析实验时，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O′之间距离要稍大一些．入射角θ1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．在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面，更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．答案AB13．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图13－1－15①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′，bb′为界面画光路图，则图13－1－15甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．丙同学测得的折射率与真实值相比_______________________．解析用图①测定折射率时，玻璃中折射光线偏折大了，所以折射角增大，折射率减小；用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可大、可小、可不变．答案偏小不变可能偏大、也可能偏小、还可能不变14．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图13－1－16所示的四个图中P1、P2、P3和P是四个学生实验插针的结果．4图13－1－16(1)在这四个图中肯定把针插错了的是________．(2)在这四个图中可以比较准确地测出折射率的是________．计算玻璃的折射率的公式是________．解析如下图所示，将P1P2看做入射光线，P3P4看做出射光线，由题图知，入射光线与界面垂直，进入玻璃砖后，在玻璃砖内传播方向不变，由作出的光路图可知选项A、C错误；而选项B中光路虽然正确，但入射角和折射角均为零度，测不出折射率，只有选项D能比较准确的测出折射率，角度如图，其折射率：n＝sin r sin i.答案(1)A、C (2)D n＝sin r sin i。
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章 光(人教版)
高中物理选修3-4知识点总结：第十三章光（人教版）这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。
本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。
理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。
考试的要求：Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。
要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。
要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。
知识网络：内容详解：一、光的折射：反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
在光的折射中光路是可逆的。
折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。
测定玻璃的折射率：如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，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O′O，量出入射角和折射角的度数。
根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。
对折射率的理解：介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。
当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。
不同的介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比也是一个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性。
介质的折射率跟光的传播速度有关，由于光在真空中的传播速度大于光在其他任何介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于光从真空射入任何介质。
物理人教版选修3-4目标导引 第十三章 1.光的折射 含解析
1 光的折射
一览众山小
诱学·导入
材料：在风平浪静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，有时眼前会突然耸立起亭台楼阁、城郭古堡，或者其他物体的幻影，虚无缥缈，变幻莫测，宛如仙境，这就是海市蜃楼，简称蜃景.我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景，古人归因于蛟龙之属的蜃，吐气而成楼台城郭，因而得名.在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆.蜃景不仅能在海面上、沙漠中产生，柏油马路上偶尔也会看到.蜃景的种类很多，根据它出现的位置相对于原物的方位，可以分为上蜃、下蜃和侧蜃；根据它与原物的对称关系，可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃；根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等. 问题：海市蜃楼难道真是人间仙境，或是魔鬼的化身吗?它是如何形成的呢？
导入:海市蜃楼是光线在铅直方向密度不同的气层中，经过折射造成的结果.现代科学已经对大多数蜃景作出了正确解释，认为蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，所谓蜃景就是光学幻景.
温故·知新
1.机械波从一种介质进入另一种介质时会发生什么现象？有什么规律？
答：折射现象；折射角与入射角的关系是21sin sin θθ=2
1v v （θ2是折射角，θ1是入射角）. 2.在机械波发生折射时，什么是折射率？
答：机械波在第一种介质中的速度v 1，在第二种介质中的速度是v 2，那么，2
1v v 是一个只与两种介质性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第2种介质对第1种介质的折射率.。
物理人教版选修3-4互动课堂 第十三章 1.光的折射 含解析
疏导引导1.光的折射（1）光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，在界面上将发生光路改变的现象叫光的折射.折射不仅可以改变光路，还可以改变光束的性质.（2）光的折射定律：折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，折射光线与入射光线分居在法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数：r i n sin sin =. （3）在光的折射中光路可逆.2.对于折射率的理解（1）光从真空射入某种介质发生的折射，入射角θ1的正弦跟折射角θ2的正弦之比n 叫做这种介质的折射率：21sin sin θθ=n . （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 跟光在这种介质中传播速度v 之比，即vc n =.由于真空中的光速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，当然这里所说的折射率指的是介质的绝对折射率.(3)折射率是反映介质光学性质的物理量，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.（4）各种介质的折射率是不同的，两种介质相比较，折射率较小的介质，称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质.3.解决光的折射问题的方法（1）根据题意画出正确的光路图.（2）利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准. （3）利用折射定律、折射率公式求解.（4）注意在折射现象中，光路是可逆的；垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上，过半圆形玻璃砖圆心的光线不偏折，如图13-1-1所示.4.光在大气层中是沿曲线传播的地球周围的大气由于重力的影响，越靠近地面，其密度越大，对应的折射率也越大，越远离地面，空气越稀疏，对应的折射率也越小（越远离地面，越接近真空，折射率越接近1），因此大气层是非均匀介质.如图13-1-2所示是光线进入大气层的示意路线图（实际光线并非折线，而是连续的曲线.图中为了便于分析，将大气层分割成了一层层均匀的大气层.在地球表面可以认为光是沿直线传播的）.在我们看来早晨的太阳比中午看起来大，就是由于光的折射造成的.图13-1-2活学巧用1.如图13-1-3所示，一束光线从空气射入介质，在界面上发生了反射和折射，入射点是O 点，则入射光线是__________；反射光线是__________；折射光线是__________；介质折射率n=__________.图13-1-3思路解析：光在界面上发生反射，反射定律告诉我们，反射角等于入射角，因此确定界面只能是竖直的，而不能是水平的.由反射和折射的规律可知，入射光线和反射光线在同一介质中，它们在界面的同一侧，折射光线和入射光线在界面的两侧，所以OA 为折射光线；又因为入射光线和折射光线分居于法线的两侧，所以CO 为入射光线 ，OB 就是反射光线了.由图知：入射角θ1=60°，折射角θ2=30°，由折射率公式330sin 60sin sin sin 21===︒︒θθn . 答案：CO OB OA 32.一个圆柱形筒，直径为12 cm ，高为16 cm ，人眼在筒的上方某处观察，所见筒的深度为9 cm,当筒里盛满液体时，则人眼又恰能看到筒侧壁的最低点.求：（1）此液体的折射率；（2）光在此液体中的传播速度.思路解析：先画出一圆柱形筒，筒的高为H=16 cm ，直径d=12 cm.人眼在A 处，筒侧壁底部“最低点”为B ，筒内无液体时，人眼能见深度h=9 cm ，筒内盛满液体时，人眼能看到B 点，根据光的折射画出光路如图13-1-4所示.图13-1-4（1）sin θ1=22h d d+,sin θ2=22Hd d+ 此液体的折射率.34sin sin 222221=++==h d H d n θθ （2）光在此液体中的传播速度s m nc v /341038⨯===2.25×108 m/s.。
物理人教版高二选修3-4课堂互动_第十三章_1.光的折射_word版含解析
课堂互动三点剖析1.光的折射现象和折射定律。
光的折射现象光从一种介质射入另一种介质时，传播方向改变的现象叫光的折射。
注意：当光垂直于两种介质的界面入射时，入射光线和折射光线都与界面垂直，折射光线与入射光线同向，这是一种特殊现象。
折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。
用公式表示为：n =21sin sin θθ 注意：上式是在光从空气斜射向介质的情况下推出的，θ1为入射角，θ2为折射角。
在折射现象中光路是可逆的。
2.折射率以及折射率与光速的关系折射率n定义式：21sin sin θθ=n 概念：光从真空中射入某种介质时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦之比n ，叫做该种介质的绝对折射率，简称折射率。
注意：折射率的定义式为度量式，n 没有单位，且n>1。
折射率与光速的关系vc n = 注意：光在真空中的速度跟在空气中的速度相差很小，通常情况下可以认为光从空气射入某种介质时入射角的正弦与折射角的正弦之比是那种介质的折射率。
各个击破【例1】 如图13-1-1所示，一束光线从空气射入介质，在界面上发生了反射和折射，入射点是O 点，则入射光线是_________；反射光线是_________；折射光线是_________。
图13-1-1 答案：CO OB OA类题演练1 如果光线以大小相等的入射角，从真空射入不同介质，若介质的折射率越大，则( )A.折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越大B.折射角越大，说明折射光线偏离原来方向的程度越小C.折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越大D.折射角越小，说明折射光线偏离原来方向的程度越小解析：根据折射定律，n =21sin sin θθ，当光以相等的入射角从真空向介质入射时，sinθ1一定，n 越大，sinθ2就越小，θ2越小。
说明光偏离原来的程度就越大。
故C 正确。
人教课标版选修3-4物理第十三章第一节《光的反射和折射》名师课件
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0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。
A
A
F
GO
BC
B CD
解：因底面直径和桶高相等，由此可知
∠AOF= ∠ABG=450
又∵OD=2CD
sinCOD
CD
1
Hale Waihona Puke CD2 OD 25
油的折射率
A
n
sin AOF sin COD
的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线
O′ B，从而确定了玻璃砖中的折射光线OO′，量出入射角i和折
射角r，根据
n
sin i sin r
算出玻璃的折射率。
互动训练
课堂互动答题时间，拿出你的学习卡开 始答题吧！
进阶练习
1、如图1-5所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。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
第十三章 光
1 光的反射和折射
课前检测
1、两张照片是利用了
光的
原理拍摄的。
课前检测
2、下列叙述中的“影”，属于光的反射现象的是( ) A．立竿见“影” B．毕业合“影” C．湖光倒“影” D．形“影”不离
课前检测
3、古诗词中有许多描述光学现象的诗句。下列现象中，属于 光的折射现象的是( ) A．“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在云里行” 中，描写的“天在清溪底”和“人在云里行” B．“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中，描写的“潭清疑水浅” C．“漫天飞絮飘白雪，满园池水照明月”中，描写的“池 水照明月” D.“举杯邀明月，对影成三人”中，描写的“对影成三人
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1 光的折射
名师导航
知识梳理
1.光的反射
（1）光的反射现象：光射向另一介质界面时，____________的现象.
（2）反射定律：____________线、____________线和____________线在同一平面上；____________和____________分居在法线两侧；角等于角.
2.光的折射
（1）光传播到两介质的分界面上，一部分光____________另一种介质中，并且____________的传播方向，这种现象叫做光的折射.
（2）光的折射定律：____________光线跟____________光线和____________在同一平面内，____________光线和____________光线分别位于____________的两侧，____________的正弦跟____________的正弦成____________比.
（3）折射率：光从____________射入____________发生折射时，
____________θ
1的正弦与____________θ
2
的正弦之比，叫做这种介质的折射率.
即n=____________，某种介质的折射率等于光在中的传播速度c跟光在
____________中的传播速度v之比，即n=____________.
知识导学
光学知识可以粗略地分为两类：一类是几何光学，以光的直进规律为基础研究光的传播；另一类是物理光学，研究光的本性以及光和物质的相互作用规律，这也就是本章的全部内容.光的折射是学习本章的基础.
学习本节时，结合日常生活中观察到的各种跟光的折射和反射有关的现象，通过探究实验，获得基本的认识，同时对光的反射定律进行复习回顾.明确入射角、反射角、折射角的关系，深刻理解折射率的概念，灵活运用光路可逆原理.液体折射率的测定具有现实意义，折射率是定量反应介质改变光路能力的一个物质概念，是高考考查的重点.结合生活实际思考如何测定液体的折射率，以提高自己分析解决问题的能力，同时对本节知识也有一个更深刻更全面的理解和认识.
疑难突破
关于折射率的理解
剖析：（1）光从真空射入某种介质发生折射，入射角θ1的正弦跟折射角θ2的正弦之比n 叫做这种介质的折射率：n=2
1sin sin θθ （2）折射率和光在介质中传播的速度有关：当c 为真空中的光速，v 为介
质中的光速时：n=v
c . （3）折射率是反映介质光学性质的物理量，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.
（4）各种介质的折射率是不同的，两种介质相比较，折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质.
典题精讲
【例1】 如图13-1-1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n=2玻璃
表面
.
图13-1-1
（1）当入射角θ1=45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？
（2）当入射角θ1为多少时，反射光线和折射光线垂直？
思路解析：设折射角为θ2，
由n=21sin sin θθ=2sin θ=212
45sin sin 1== n θ,所以θ2=30°，又θ1′=45°，则反射光线与折射光线的夹角θ=180°－θ1′－θ2=105°.
（2）当反射光线和折射光线垂直时，θ1′+θ2=90°，n=21sin sin θθ='1
1sin sin θθi=21cos sin θθs=tan θ1 则入射角θ1=arctan 2.
答案：（1）105° （2）arctan 2
绿色通道:分析解决光的折射问题的一般方法：
（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、折射定律求解；（4）注意在折射现象中，光路是可逆的.
变式训练1:光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率是（ )
A.2
B. 3
C. 2/
2 D.3/3
答案：B
变式训练2:如图13-1-2所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光电管将光讯号转变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度，如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B′，由此可知液面（填“升高”或“降低”）.
图13-1-2
答案：降低
【例2】在测定玻璃的折射率的实验中，对一块两面平行的玻璃砖，用插针法找出与入射光线对应的出射光线，现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图13-1-3所示的四组插针结果.
图13-1-3
（1）从图上看，肯定把大头针插错了的同学是
________________________________.。