13.1光的反射和折射

第十三章·§1《光的反射和折射》问题导读——评价单

学习目标：

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、理解折射定律，会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题；

3、理解折射率的概念，会测定玻璃的折射率。

学习重点：反射定律、折射定律、折射率

学习难点：折射率

1、概述人们对光的本质的认识历程

2、光在两种介质的界面上会发生什么现象？

3、甲同学使用一片很小的反光镜看到了乙同学的眼睛，乙同学同时也能看到甲同学吗？为什么？当我们看到水下的潜水者时，潜水者也能在水下看到我们吗？为什么？

5、反射定律内容：

折射定律内容：

6、折射率：

①折射率的计算公式：_________________、_________________。

②折射率的物理意义：

③为什么不同介质的折射率不同？

④从P46表中可以看到所列介质的折射率都大于1，这是什么原因呢？

7、实验：测定玻璃的折射率

①实验器材

玻璃砖、木板、白纸、铅笔、刻度尺。

②实验步骤

i．把白纸铺到木板上，玻璃砖平放到白纸上，用铅笔描出玻璃砖的两条平行边a和a′；之后将玻璃砖移走；

ii．画出法线NN＇，在界面a与NN＇的夹角大小适当的地方画出一条入射光线OA；在入射光线OA上的适当位置插上两枚大头针A和B ;

iii．把玻璃砖放回原位，视线透过玻璃砖观察，在与大头针A、B成一条直线的玻璃砖另一侧再插上两枚大头针C和D;

iv．移走大头针和玻璃砖，将针孔C、D用直线连接起来，与界面a′交点O＇，连接OO＇得到折射光线OO＇；

v．分别在入射光线OA和折射光线OO＇上截取长度相等的线段OE和OF;分别过点E和F点向法线NN＇做垂线,得到垂足G点和H点；用直尺分别量出线段GE和FH的长度。

vi．测得玻璃的折射率n=

作图法所用材料学生自备，学校仅提供玻璃砖、白纸、木板和大头针。

③实验数据

④思考讨论：

试验中提供的玻璃砖是半圆形、或其他形状，对实验结果有无影响？试画出光路图进行解释：

教师生成问题：

1、怎样从惠更斯原理理解折射定律？

2、介质I的折射率大于介质II的折射率，若一束光从介质I射入介质II，试定性画出光路。

第十三章·§1《光的反射和折射》问题解决——评价单

解决几何光学问题的关键在于：

①画出正确的光路图：画出规范的光路图是找到几何关系的基础。要用刻度尺画光路图；用带箭头的实线表示光线，法线和其他辅助线均用虚线表示。 ②寻找几何关系：几何关系（边、角关系）往往存在于三角形中，所以在光路图中作出辅助线，在直角三角形、等腰三角形、相似三角形等几何图形中寻找几何关系是解决问题的关键。 1．如图中所示，观察水中的硬币时，观察者看到硬币的位置与实际位置相比 A ．在实际位置的上方 B ．在实际位置的下方 C ．在实际位置的左方 D ．在实际位置的右方 2．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是 A ．小于40° B ．在50°～100°之间 C ．在100°～140°之间 D ．大于140° 3．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如图所示，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

4．如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形．细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.已知玻璃柱的折射率为3，入射角为45°(相应的折射角为24°)．现入射光绕通过O 点垂直于纸面的轴线逆时针转过15°，如图中虚线所示，则

A ．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°

5．如图所示，有玻璃三棱镜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，测得出射光线与入射光线夹角为30°，则棱镜的折射率为 A.12

B.

22

C. 3

D.

33

*6．如图所示，两块相同的玻璃直角三棱镜ABC ，两者的AC 面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质．一单色细光束O 垂直于AB 面入射，在图示的出射光线中 A ．1、2、3(

彼此平行

)

中的任一条都有可能

B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能

C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能

D．1、2、3、4、5、6、7、8、9中的任一条都有可能

7．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃砖截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖

的平面垂直，如图所示的四个图中P1、P2、P3和P4是四个学生实验插针的结果：在这四个图中肯定把针插错了的是.

8．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11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＝________.

9．在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中,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下图①、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

(1)甲同学测得的折射率与真实值相比

__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).

(2)乙同学测得的折射率与真实值相比

__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).

(3)丙同学测得的折射率与真实值相比__________.

偏小，不变，可能偏大也可能偏小、不变。

*10.如图所示，半圆玻璃砖的半径R＝10 cm，折射率为n＝3，直径AB与屏幕MN垂直并接触于A点．激光a以入射角θ1＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L.