高二物理课件：选修3-4 13.1 光的折射
人教版高二物理选修3-4第13章第2节 全反射(共24张PPT)
水晶 1.55
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/6/11
3
思考·讨论
A
N
θ1
空气
O
θ2 玻璃
N'
B
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N
空气
O
玻璃
N'
N
空气
O
玻璃
N'
4
实验探究
探究一：光从玻璃射入空气
1、半圆形玻璃砖的平 直边沿90 0线放置
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2、光沿半圆形玻璃砖 的半径射到平直边上
3、通过转动光源增大 入射角
5
实验探究
8
二、全反射 1、定义：当光从光密介质射入光疏介质时，折射光完 全消失，只剩反射光的现象
空气
2、临界角C：折射光完全消失时的入射角 玻璃 C
3、发生全反射的条件： (1)光从光密介质射入光疏介质 (2)入射角等于或大于临界角
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思考与讨论
请大家计算折射率为 2 的某种介质在
空气
空气中发生全反射时的临界角C。
1、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）
45
45 45
45 45 45
优越性：
光线改变900
光线改变1800
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三、全反射的应用
潜望镜
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三、全反射的应用 望远镜
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三、全反射的应用
2、光导纤维
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三、全反射的应用
13.2 全反射
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1
温故·知新
N A
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。
高中物理第四章1光的折射定律课件教科版选修3_4
探究一 探究二
对光的折射现象的进一步理解 (1)光的传播方向:光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一 般要发生变化(斜射).但并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方 向就不发生变化. (2)光的偏折方向:如果光线从折射率小的介质射向折射率大的介 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);如果光线从折射率大的介质射向 折射率小的介质,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). (3)光的传播速度:光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一 定变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向虽然不变,但也属于折 眼是根据最终射入的光的方向来确定发光物体位置的,光 在空气中的折射,人眼是觉察不到的.
【例题2】一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面AOB镀银 (圆中粗线),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:
由④⑤式得 n=
6+ 2.
2
答案:(1)15° (2) 6+ 2
2
反思先根据题意画出正确的光路图,再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;最后利用反射定律、
折射定律求解;要注意灵活运用光路可逆中的逆向思维.
12345
1关于光在介质界面上的行为,下列说法中正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质,一定要发生偏折
【例题1】 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.某些区域提前,在另一些区域延后 D.不变 解析: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'点时看到日出;而地球表面有大 气层时,由于空气的折射率大于1,并且离地球表面越近,大气层的密 度越大,折射率越大,太阳光将沿如图所示AB曲线进入在B处的人眼 中,使在B处的人看到日出,但在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,相当于 日出时刻提前了,所以无大气层时观察到日出的时刻将延后. 答案:B
年高二物理选修3-光的折射定律(共23张PPT)[优秀课件][优秀课件]
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折射光线
探究：折射角和入射角有什么关系呢？
以光从空气射入玻璃为例
入射角i 折射角r
i/r
10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6°
探究：折射角和入射角有什么关系呢？
以光从空气射入玻璃为例
难点：对不同频率的光通过同种介质而言，该介质 对频率越大的光，偏折程度越 大
进一步思考：对不同频率的光从真空中射入同种介
质而言，传播速度相同吗？（结合
nc v
）
结论：频率越大，传播速度越 小 ；频率越小，传
播速度越 大 。
(4)由于光在空气中和真空的传播速度近似 相等，因此可以认为光从空气射入某介质 时，入射角i的正弦值与折射角r的正弦值之 比就等于这种介质的折射率。
又∵OD=2CD
sinCOD
CD
1
CD2 OD2 5
油的折射率
A
n sinAOF 2 2 10
sinCOD 1 5 2
F
光在油中的传播速度 v c 3.0 108
n 10 2
GO B CD
人生从来没有真正的绝境。无论遭受多少艰辛，无论经历多少苦难，心中都要怀着一粒信念的种子，有什么样的眼界和胸襟，就看到什么样的风景。你的心有多宽，你 局有多大，你的心就能有多宽。我很平凡，却不简单，只要我想要，就会通过自己的努力去得到。羡慕别人不如自己拥有，现在的努力奋斗成就未来的自己。人生要学 存了一次丰收；你若努力，就储存了一个希望；你若微笑，就储存了一份快乐。你能支取什么，取决于你储蓄了什么。没有储存友谊，就无法支取帮助；没有储存学识 储存汗水，就无法支取成长。想要取之不尽的幸福，要储蓄感恩和付出。人生之路并非只有坦途，也有不少崎岖与坎坷，甚至会有一时难以跨越的沟坎儿。在这样的紧要 再向前跨出一步!尽管可能非常艰难，但请相信：只要坚持下去，你的人生会无比绚丽！弯得下腰，才抬得起头。在人生路上，不是所有的门都很宽阔，有的门需要你弯 必要时要能够弯得下自己的腰，才可能在人生路上畅通无阻。跟着理智走，要有勇气;跟着感觉走，就要有倾其所有的决心。从不曾放弃追求，从不愿放弃自己的所有， 风景，领略太多的是是非非，才渐渐明白，人活着不只为了自己，而活着，却要活出自己你不会的东西，觉得难的东西，一定不要躲。先搞明白，后精湛，你就比别人 不舍得花力气去钻研，自动淘汰，所以你执着的努力，就占了大便宜。女生年轻时的奋斗不是为了嫁个好人，而是为了让自己找一份好工作，有一个在哪里都饿不死的 收入。因为：只有当你经济独立了，才能做到说走就走，才能灵魂独立，才能有资本选择自己想要伴侣和生活。成功没有快车道，幸福没有高速路，一份耕耘一份收获 的努力和奔跑，所有幸福都来自平凡的奋斗和坚持。也许你要早上七点起床，晚上十二点睡觉，日复一日，踽踽独行。但只要笃定而动情地活着，即使生不逢时，你人 器晚成。无论遇到什么困难，受到什么伤害，都不要放弃和抱怨。放弃，再也没有机会；抱怨，会让家人伤心；只要不放弃，扛下去，生活一定会给你想要的惊喜！无 么伤害，都不要放弃和抱怨。放弃，再也没有机会；抱怨，会让家人伤心；只要不放弃，扛下去，生活一定会给你想要的惊喜！行动力，是我们对平庸生活最好的回击。 就在于行动力。不行动，梦想就只是好高骛远；不执行，目标就只是海市蜃楼。想做一件事，最好的开始就是现在。每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你 悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着 着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！自己丰富才能感知世界丰富，自己善良才能感知社会美好，自己坦荡才能感受生活喜悦，自己成功才能感悟生命壮观！ 退的理由却有一百个。每条路都是孤独的，慢慢的你会相信没有什么事不可原谅，没有什么人会永驻身旁，也许现在的你很累，未来的路还很长，不要忘了当初为何而 现在，勿忘初心。每条路都是孤独的，慢慢的你会相信没有什么事不可原谅，没有什么人会永驻身旁，也许现在的你很累，未来的路还很长，不要忘了当初为何而出发， 勿忘初心。人活一世，实属不易，做个善良的人，踏实，做个简单的人，轻松。不管以前受过什么伤害，遇到什么挫折，做人贵在善良，做事重在坚持！别人欠你的， 好报；坚持，必有收获！人活一世，实属不易，做个善良的人，踏实，做个简单的人，轻松。不管以前受过什么伤害，遇到什么挫折，做人贵在善良，做事重在坚持！别 善良，终有好报；坚持，必有收获！不要凡事都依靠别人。在这个世界上，最能让你依靠的人是自己，最能拯救你的人也只能是自己。要想事情改变，首先要改变自己 终改变别人。有位哲人说得好：如果你不能成为大道，那就当一条小路；如果你不能成为太阳，那就当一颗星星。生活有一百种过法，别人的故事再好，始终容不下你 定。不要羡慕别人，你有更好的，只是你还不知道。水再浑浊，只要长久沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运。更何况比我差的人还没 力，我就更没资格说，我无能为力。水再浑浊，只要长久沉淀，依然会分外清澄；人再愚钝，只要足够努力，一样能改写命运。更何况比我差的人还没放弃，比我好的 格说，我无能为力。朝着一个目标不停的向前，不断努力的付出，哪怕你现在的人生是从零开始，你都可以做得到。早安！让梦想照进现实，才是当下最应该做的事情 钱的时候不磨叽， 生活不会因为你哭泣而对你温柔， 连孩子都知道，想要的东西，要踮起脚尖，自己伸手去拿，所以不要什么都不做，还什么都想要。但你可以通过努
全反射 课件
(1)光从 光疏 介质射入 光密 介质时，折射角
折射特点
小于入射角． (2)光从 光密 介质射入 光疏 介质时，折射角
大于入射角.
光疏介质和光密介质是相对而言的．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
2．全反射现象
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
二、全反射棱镜
1．形状：截面为 等腰直角
3．光纤通信的主要优点：容量大，衰减小 ，抗干扰性 强．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
1．全反射的条件 (1)光由光密介质射向光疏介质． (2)入射角大于或等于临界角． 2．全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原 介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射 光线，光的折射定律不再适用．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
计算时可以先考虑上图的情形：光以接近90°的入射角 从空气掠射进入介质，求出这时的折射角，根据光路可逆的 道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角 了．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
【点拨】 由课本图知，入射角 θ1＝90°，θ2 为折射角， 由折射定律可知：
栏目导引
(3)虚像的形成：人们逆着反射光线看去，就会看到远 处物体的倒影(图)，仿佛是从水面反射出来的一样．沙漠里 的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去， 但总是可望而不可及．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
下列叙述中正确的是( ) A．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在 球中发生全反射 B．雨过天晴时，空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的 表面上反射而形成的 C．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与 水中上升的气泡很亮的原因是一样的 D．以上判断均不正确
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。
编辑ppt
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
编辑ppt
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。
编辑ppt
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 光的折射定律课件 鲁科选修34
红光的传播速度最 大 ，折射率最 小 ；紫光的传播速度 最 小 ，折射率最 大 .
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．“相对折射率”与“绝对折射率”
图4－1－4
解析 光路如图所示．红光和紫光在AC 面上的入射角相同，设为i，折射角分别 为r1和r2，它们射到屏上的位置离O点的 距离分别为d1和d2.由折射定律得 n1sin i＝sin r1
①
n2sin i＝sin r2 ②
由几何关系得 i＝∠A
③
d1＝Ltan r1
④
d2＝Ltan r2
⑤
图4－1－2
(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P1，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．
(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2】 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4－1－2所示．
2019-2020人教版物理选修3-4 第13章 1 光的反射和折射
1光的反射和折射[学习目标] 1.知道光的反射定律.2.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.3.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关计算．(重点)4.掌握插针法测折射率的方法．一、反射定律和折射定律1．光的反射(1)定义光从第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．光的折射和折射定律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 θ1 sin 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＝cv.4．特点任何介质的折射率都大于1.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)反射定律是确定反射光线位置的规律．(√)(2)发生漫反射时，反射角不等于入射角．(×)(3)一束光从空气进入水中时传播方向一定改变．(×)(4)当光从空气垂直进入水中时，水的折射率为0. (×)(5)折射率大的介质，密度不一定大．(√)2．关于光的反射与折射，下列说法正确的是()A．光发生反射时，光的传播方向不一定改变B．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90°C．光发生反射时，光的传播方向一定改变D．光发生折射时，一定伴随着反射现象E．光发生反射时，一定伴随着折射现象BCD[发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A错，B、C对；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，D对，E错．]3．若某一介质的折射率较大，那么光在该介质中的速度较________．[解析]由n＝cv可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小．[答案]小1光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)，并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化．2．入射角与折射角的大小关系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．当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角．【例1】如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是()A．bO可能是入射光线B．aO可能是入射光线C．cO可能是入射光线D．Ob可能是反射光线E．PQ可能是法线BDE[由于反射角等于入射角，入射光线，反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线．](1)在反射、折射现象中，光路都是可逆的．(2)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化．1．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是什么？[解析]太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．[答案]光的折射1．当光由真空射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．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，说明常数反映着该介质的光学特性．3．光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．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，它的大小只能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．【例2】一束光线从空气射向折射率为1.5 的玻璃内，入射角为45°，画出反射和折射的光路示意图．[解析]光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射；由反射定律知反射角为45°，根据折射定律n＝sin θ1sin θ2得θ1＞θ2.[答案](1)折射率的定义式中θ1为真空(空气)中的光线与法线的夹角，不一定是入射角；θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角．(2)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．2．一束光由空气射入某介质时，入射光线与反射光线间的夹角为90°，折射光线与反射光线间的夹角为105°，则该介质的折射率n＝________，光在该介质中的传播速度v＝________c．(c为真空中光速)[解析]由反射定律和题意可知，反射角和入射角均为45°，折射角为r＝180°－45°－105°＝30°，则折射率n＝sin 45°sin 30°＝2，所以光在该介质中的速度v＝cn＝c2＝22c.[答案]22 21掌握测玻璃折射率的方法；加深对折射定律的理解．2．实验过程用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量角器测入射角i和折射角r，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝sin i sin r.3．实验器材玻璃砖、白纸、木板、大头针四枚、图钉四枚、量角器、三角板(或直尺)、铅笔．4．实验步骤(1)如图所示，把白纸用图钉钉在木板上．在白纸上画一条直线aa′作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面aa′的法线NN′.(2)把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟aa′严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边bb′.(3)在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2.(4)眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，在眼睛这侧沿视线方向插上大头针P3，使它把P1、P2挡住．(5)用同样的方法在玻璃砖的bb′一侧再插上大头针P4，使P4能同时挡住P3本身和P1、P2的虚像．记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针．过P3、P4引直线O′B与bb′交于O′点，连接O、O′两点，OO′就是入射光AO在玻璃砖内的折射光线的方向．入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′.(6)用量角器量出入射角i和折射角r.从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记录在自己设计的表格里．(7)用上面的方法分别测出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角．查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记录在上述的表格里．(8)计算出不同入射角时sin isin r的值．比较一下，看它们是否接近一个常数．求出几次实验中测得的sin isin r的平均值，就是玻璃的折射率． 5．注意事项(1)玻璃砖的上折射面必须与直线aa ′严格对齐，才能准确地确定法线，准确地画出入射角和折射角．(2)实验时，尽可能将大头针竖直地插在纸上，且P 1和P 2之间、P 2和O 之间、P 3和P 4之间、P 3和O ′之间距离要稍大一些．重合的时候要看玻璃砖里面的像，而不是看玻璃砖上面的大头针的头部．(3)入射角i 应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜过大，在操作时，手不能触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能用玻璃砖的界面代替直尺画界线．(4)在实验的过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变． 6．数据处理及误差分析此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n ＝sin θ1sin θ2中求玻璃的折射率．除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：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OO ′(或OO ′的延长线)交于D 点，过C 、D 两点分别向NN ′作垂线，交NN ′于C ′、D ′，用直尺量出CC ′和DD ′的长，如图所示．由于sin α＝CC ′CO ，sin β＝DD ′DO . 而CO ＝DO ，所以折射率n 1＝sin αsin β＝CC ′DD ′.重复以上实验，求得各次折射率，然后求其平均值即为玻璃折射率的测量值．【例3】在“测定玻璃折射率”的实验中：(1)操作步骤如下：①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P1、P2的像和P3，记下P3、P4的位置．④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应做的补充是______________________ ______________________________________________________.(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sin θ1 sin θ2图象如图所示．则下列说法正确的________．A．实验时，光线是由空气射入玻璃B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃的折射率为1.5[解析](1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一个界面bb′，步骤④中应通过P3、P4的连线与bb′的交点O′和aa′上的入射点O，作出玻璃砖中的光线OO′.(2)由图可看出入射角θ1小于折射角θ2，因此，光线应该是由玻璃射入空气；则玻璃折射率n＝sin θ2sin θ1＝0.450.30＝1.5，所以选项C正确．[答案](1)见解析(2)C3.用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，已画好玻璃砖界面aa′和bb′，不慎将玻璃砖向上平移了一些，放在如图所示的位置上，而实验中其他操作均正确，测得的折射率将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析]可作出经过玻璃砖的光路图，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同．[答案]不变。
13-1 光的反射和折射
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
三、解决光的折射问题的常规思路和两类典型的问题 1．常规思路 (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、折射角均是与法线的夹角。 (3)利用折射定律、折射率公式列式求解。
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
3．折射率与光速的关系：介质的折射率n跟光在其中的 c 传播速度v有关，即n＝ v ，由于光在真空中的传播速度c大于 光在任何介质中的传播速度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。
折射角 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。 sinθ1 2．定义式：n＝ sinθ2
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
3．物理意义：是一个与介质有关的常数，反映介质
光学性质 ___________的物理量。
c 4．用光速表示的折射率公式：n＝ v ，某种介质的折射
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
3．入射角与折射角的大小关系：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。当光从真空斜射入介质时， 入射角大于折射角，当光从介质斜射入真空时，入射角小于 折射角。
第十三章
第一节
成才之路 ·物理 ·人教版 · 选修3-4
人教版高二物理选修3-4：13.1光的折射(共张PPT)
学会总结
（光 时种1从，）介一传当质播种光时方介从，质向一会进一种同定入介时改另质发一变进生种吗入: ？介另质一 ——光的反射和光的折射现象
（ （光折23射在））时空在光光的，气的折总和折射是其射规_它_现律空介_象_质气_中_间_，_发光一生路
边是的可角逆度的较大。
3、根据反射定律和折射规律，判定 并标出光线、界面、法线、夹角。
H、潜水员从水中看岸边的树，所看
到的树比树的实际高度要高一些
光的折射、虚像
光的折射、虚像 光的反射、虚像
I、水中鱼在云中游动。 J、太阳光穿过树林，在地面
上往往有不规则的大光斑， 而小光斑总是圆的，为什么？
光的直线传播、实像
生活思考：你在生活中见过光的折 射现象吗？
夏天的晚上，我们仰望天空，常看到 群星闪烁，即“星星眨眼睛”。你能 试着解释吗？
折射光线 B
P 25
M 25
反射光线 A
O
Q 法线
N 界面 25
C 入射光线
完成折射光路
从空气中看水里的物体时，看 到的物体比实际位置___高__，你看 到的并不是实际的物体，而是由 于___光__的__折__射____ 现象形成的 ___虚__像__.（“虚像”或“实像”）
为什么
总到叉鱼不？➢射看入到空的气鱼时是发光生从了水折里射
高空中的大气分布不均匀，故星 星发出的光经过大气时，会产生 光的折射现象，又由于大气不稳 定，故折射光线也不稳定。
•
9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/8/52021/8/5T hursday, August 05, 2021
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/52021/8/52021/8/58/5/2021 2:26:42 AM
人教版高中物理选修3-4课件高二《13-1光的折射》
1.51
500
30.70
1.63
1.50
600 700
35.10 38.60
1.71 1.81
1.51 1.50
800
40.60
1.97
1.51
⑥入射角的正弦和折射 角的正弦成正比
sin i n sinr
空气----水 水----空气
n 大于 1 n 小于 1
折射光路是可逆的：
i
空气
水
r
学生实验： 测玻璃砖的折射率
实验过程：
应用1：
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。
从上向下看,
视深h
实际深度H 折射率n
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
着增大
人类经历了一千多年的时间，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。
光由空气射入玻璃时入射角 i 和出射角 r 的数值表
入射角
折射角
i/r
Sini/sinr
100
6.70
1.49
1.49
200
13.30
1.50
1.49
300
19.60
1.53
1.49
400
25.20
1.59
问题：
• 玻璃是一种透明介质，光从空气 入射到玻璃的界面上会发生折射， 如何把玻璃的折射率测出来？
实验原理： 1、根据折射率的 定义： n sin i
sin r
法线
i=?
人教版高中物理课件-光的反射和折射
测 达标训练
解析： 根据题意可知 b 光通过三棱镜后，传播方向偏离 原来方向大，所以 b 光折射率大，故 A 错，B 对；根据 v＝nc， 折射率大的在介质中的速度小，故 C 对，D 错．
答案： BC
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
测 达标训练
实验：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＝ssiinn θθ12.
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
测 达标训练
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．操作步骤 (1)如图所示，将白纸用图钉钉在平木板上．
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
测 达标训练
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
测 达标训练
2．折射及折射定律 (1)光的折射：光线从一种介质照射到两种介质的分界面时， 一部分光_進__入___另一种介质的现象． (2)入射角与折射角的定性关系： ①入射角：入射光线与_法__線___间的夹角． ②折射角：折射光线与__法__線__间的夹角． ③实验表明：入射角变化时，__折__射__角随着改变．
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
人教版高中物理选修3-4课件光的折射
i
ri
单色光经玻璃 砖后，侧移而 传播方向不变
2019/7/1
r
2019/7/1
例：光线以30°的入射角从玻璃射向空气， 它的反射光线与折射光线成90 °夹角，则 玻璃的折射率为——？
r
空气
3 玻璃
βi
2019/7/1
例：
光在某种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？
2019/7/1
45°
例：光线从空气中以入射角i射在玻璃 砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入 空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行 的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向。
从上H 折射率 n
2019/7/1
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
2019/7/1
2019/7/1
2019/7/1
有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳
3、介质的折射率是由介质本身性质决定的．它取 决于光在介质中传播的速度．
2019/7/1
实验：测玻璃砖的折射率
问题：
玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻 璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折 射率测出来？
2019/7/1
2019/7/1
实验器材：
玻璃砖 白 纸、大头针若干、铅笔、
直尺、量角器
这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒”
光的本性
光既具有波动性，又具有粒子性
2019/7/1
实验演示 当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和
折射现象是怎样的？下面的这副画面，你能解释它的拍摄 光路吗？看过动画演示后，你是不是都明白了呢？
人教版高中物理选修3-4课件光的折射(公开课)
再见
衡东一中物理组
陈崇庄制作
简称折射率，用n表示
n c V
见P48：表1
对于折射率应从下面几个层次来 理解————
1、在光的折射现象中，折射角 随着入射角的变化而变化，而两 角的正弦值之比是个常数．
2、对于不同的介质，此常 数的值是不同的．
3、介质的折射率是由介质本身 性质决定的．它取决于光在介质 中传播的速度．
4、由于不同频率的色光在同一 种介质中传播速度不同，红光的 传播速度最大，折射率最小，紫 光的春播速度最小，折射率最 大．
形的小水滴，造成色散及反射 而成。阳光射入水滴时会同时 以不同角度入射，在水滴内亦 以不同的角度反射。当中以40 至42度的反射最为强烈，造成 我们所见到的彩虹。造成这种 反射时，阳光进入水滴，先折 射一次，然后在水滴的背面反 射，最后离开水滴时再折射一 次。因为水对光有色散的作用， 不同波长的光的折射率有所不 同，蓝光的折射角度比红光大。 由于光在水滴内被反射，所以
5、所有介质的折射率都大于1
你有什么方法测量折射 率吗？
你能讲出你所知道的折射现象吗？ 视频1 视频2
你还知道哪些折射现象呢？
光由真空进入空气中时，传播方向只 有微小的变化．虽然如此，有时仍然不 能不考虑空气的折射效应．来自一个遥 远天体的光穿过地球大气层时被折射的 情景．覆盖着地球表面的大气，越接近 地表越稠密，折射率也越大．我们可以 把地球表面上的大气看作是由折射率不 同的许多水平气层组成的，星光从一个 气层进入下一个气层时，要折向法线方 向．结果，我们看到的这颗星星的位置， 比它的实际位置要高一些．这种效应越 是接近地平线就越明显．我们看到的靠
高中物理课思考：池中的水很深，为什 么在贝贝的眼里不深呢？
教科版高二物理选修3-4 4.1《光的折射定律》课件(共20张PPT)
例 3 (1)见解析图 (2) 3 解析
3×108 m/s
(3)
6 6
(4)不变
(1)光路图如图所示，其中 AO 为入射光线，OB 为折射光线.
(2)由题意，n＝ssiinn
i r
又 i＝60°，i＋r＝90°，得 n＝ 3.
设玻璃中光速为 v，由 n＝vc得 v＝ 3×108 m/s.
(3)当入射角为
sin i
C．比值sin r是一个大于 1 的常数 D．比值sin r是一个小于 1 的常数
11
例 1．（多选）光从真空射入某介质，入射角 i 从零开始增大到某一值
的过程中，折射角 r 也随之增大，则下列说法中正确的是( )
i A．比值r不变
sin i B．比值sin r不变
sin i
sin i
C．比值sin r是一个大于 1 的常数 D．比值sin r是一个小于 1 的常数
②折射光线和入射光线分居法线两侧
玻璃
③当光从空气斜射入玻璃中时，折射角 小于入射角 ④当光从玻璃斜射入空气中时，折射角 大于入射角
⑤当入射角增大时，折射角也随着增大
空气 水玻璃
N
θ1
O
θ2
N'
空 气 玻 璃
B
4
一、反射定律和折射定律
人类经历了一千多年的时间，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。
14
例 3．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)当入射角变为 45°时，折射角的正弦值为多大？ (4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理 由．
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定量分析
入射角/度 折射角/度 列1
真理探索
开普勒
在 1611 年 出 版 的 《 折 光 学 》 一书中说道：“对于两种给定的 媒质，小于30度的入射角同相 应的折射角成近似固定的比，
对于玻璃或水晶，这个比约为 3:2。这个比对于大的入射角不 成立。”
真理探索 ——科学的真相
l1
s 1 2
人教版《物理》选修3-4
第十三章 光
§1 光的折射
文学中的物理
唐·韩愈《原道》： “坐井而观天，曰天小者，非天小也。” “坐ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ而观天，天亦可变大。”
情景分析
光从空气射到水面时，将发生怎样的现象？
反射光线
入射光线
介质1 介质2
折射光线
类比分析
折射光线与入射光线、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，
sin1 sin2
n12
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。
金刚石 3.47 g/cm 3 水1g/cm3 酒精 0.78g/cm3
联系实际
d
油
d
d
· ·A B
2
d/4
试求：油的折射率和光在油中传播的速度。
开拓视野
d1
s 2
1
2
1
斯涅尔
s1/s2=常量
sin1 常量 sin2
科学的真相
sin1 sin2
n12
笛卡尔 《屈光学》
折射光线与入射光线、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，
入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
——折射定律
光的折射
空气 介质
空气 介质
在光的折射现象中，光路也是可逆的。
d
坐
井天
而亦
观可
天变
大