光的折射定律,鲁科版,物理选修3-4

合集下载

2017-2018学年高中物理鲁科版选修3-4教学案：第4章第1节光的折射定律含答案

第1节光的折射定律1．光的折射是指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；光的折射和反射中光路是可逆的。

2．光的折射中，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是一个常数，即n＝错误!.3．介质的折射率反映了光在介质中的偏折程度，折射率越大，光线偏离原方向的程度就越大.4．某种介质的折射率n＝错误!。

同一种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光,红光的传播速度最大，折射率最小.错误!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，传播方向发生改变的现象。

2．斯涅耳定律(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,即错误!＝n。

3．光路可逆原理在光的反射现象和折射现象中，光路都是可逆的。

[跟随名师·解疑难］对光的偏折方向的认识即光线的偏折情况与介质的性质有关,如图4.11所示。

(1）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）,如图甲所示。

(2）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)，如图乙所示。

图4.1。

1［特别提醒］画光路图应注意的问题：(1）光线实际是从哪个物体发出的；（2）光是从光密介质射向光疏介质还是从光疏介质射向光密介质；（3）必要的时候还需要借助光的可逆性原理；（4）注意画图时一定要规范，光线与法线、光线的反向延长线等应用实线和虚线区分.［学后自检］┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手）一束光线从空气射向折射率为1。

5的玻璃内，入射角为45°，则如图4。

1。

2的四个光路图中正确的是( )图41。

2解析：选C 光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以A错误；由反射定律知反射角为45°，根据折射定律n＝错误!得i ＞r，故B错误；画光线时必须带箭头,D不是光路图，D错误.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，则n＝错误!。

鲁科版高中物理选修3-4课件高二：4.1光的折射定律

J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习 UITANG LIANXI
一二三四
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=��ri。
一二三四
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=��ri。
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=vc。
UITANG LIANXI
No Image
20
首页
探究一
探究二
探究三
探究四
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
【例题 2】如图所示,在水面上放一个半径为 r 的圆形木板,木板的正上方 h 处放一个点光源 S, 测出光射到水面下深 H 处的底部形成的圆形阴影半径 R 的大小,即可求出水的折射率。若测得 r=8 cm,h=6 cm,H=16 cm,R=20 cm,则水的折射率为多少?
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。
8
一二三四

鲁科版高中物理选修(3-4)第4章第1节《光的折射定律》ppt课件

思考感悟
如何使一束光进入水中而传播方向不发生变化？
提示：光从一种介质斜射入另一种介质时，传
播方向会发生变化，而当光垂直界面入射时，
光的传播方向不变，因此可以使光束垂直水面
入射．
二、折射率的意义
1．定义：光从____射入某种介质发生折射时，真空入射角i的____与折射角 r的____之比用正弦正弦 __表示． n 2．定义式：n＝_______. sini/sinr 3．折射率与光速的关系光在不同介质中的________ 不同，且都____光传播速度小于在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等光在真空中光在这种介质中于__________ 的传播速度c与______________ 的 c 传播速度v之比，即n＝____. v
当光垂直界面射入时，光的传播方向就不变
化．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．关于光的折射，错误的说法是( 面内 B．入射光线和法线一定在一个平面内 C．入射角总大于折射角 D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角 )
A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平
解析：选C.由光的折射定律知折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内，A、B都正
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4－1－2所示．图 4－ 1－ 2
图中 AO 为 ________ ， OE 为 ________ ， NN′ 为入射光线折射光线 ____法线，i为______ ，r是______ ，玻璃折射率的表入射角折射角 sini 达式n＝______. sinr
(4)实验表明，当入射角增大时，折射角____．增大图 4－ 1－ 1
3．折射定律

高中物理光的折射定律课件鲁科选修34

四、对折射现象的解释 1．现象：水中的物体看起来比实际要浅． 2．色散现象
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．

4.1 光的折射定律 (鲁科版选修3-4)

A.上紫下红的彩色光带 B.上红下紫的彩色光带 C.外红内紫的环状光带 D.一片白光
【解析】选B.某一单色光的光路如
图所示，由三角关系知在水面的折射角大，在平面镜反射时的入射角小，光线在墙上的光点高.红光的折射率最小，在水面的折射角最大，在墙上的光点最高，
形成上红下紫的彩色光带.
2．一小球掉入一水池中，小球所受重力恰与其所受阻力和浮力的合力相等，使小球匀速下落，若从水面到池底深h=1.5 m，小球3 s到达水底，那么，在下落处正上方观察时( )
图如图所示，设入射角为θ，折射角
为r，则θ+r=90°，又
sinr = 3, sin
所以θ=30°.
4．一束复色光由空气射向玻璃,发
生折射而分为a、b两束单色光,其传播方向如图所示.设玻璃对a、b 的折射率分别为na和nb,a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb,则（）
A．na>nb
C．va>vb
【例3】某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行.正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示.（1）此玻璃的折射率计算式为 n=____（用图中的θ 1、θ 2表示）；
（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，
为了减小误差，应选用宽度____（填“大”或“小”）
C.成为会聚光束
D.成为发射光束
【解析】选B.光路图如图所示,
由此可知,从玻璃砖下表面射出
的光线仍是平行光束.但宽度小于d,B正确.A、C、D错误.
二、非选择题（14分） 6．（10分）为了测定光在透明的有机玻璃中的传播速度，实验室提供的器材有：矩形有机玻璃砖、秒表、平行光
源、刻度尺、三角板、木板、白纸、大头针等，已知真

高中物理 4.1 光的折射定律课件鲁科版选修34

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，“折射率与sin i(i为入射角)成正比，与sin r(r为反射
角)成反比”的说法和“折射率n与光速v成反比”的说法
是错误的．
三、对折射现象的解释
要．白光浅通过棱镜时的色散 (1)一束白光通过三棱镜后形成如图 4-1-1的光谱，由上到下的色光顺序为：红、橙、、、、靛、紫．说明白光是由这七种色光组成的复色光．黄绿蓝
在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值
的基础上，以sin θ1值为横坐标、以sin θ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图4-1-3乙所示．描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线．
正弦
常数
即ssiinn ri＝n.
光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是可逆的．
二、折射率的意义跟折射角r的
率正．弦用符号表示．正弦
，入射角i的之比，叫做这种介质的折射
n
公式：n＝
.
sin i sin r
注意 (1)利用该公式求折射率时，i必须是在真空中的光线与法线之间的夹角．若光线从介质射入真空，则i为折射角，r 为入射角．
，θ越．
大
大
大大ຫໍສະໝຸດ 小一、对光的折射及折射率的进一步理解
(1)在光的折射现象中，同光的反射现象一样，光路是可逆的． (2)当光垂直介质界面入射时，光的传播方向就不发生变化，但这时光也发生了折射，因为光速发生了变化． (3)当光发生折射且有一种介质是真空时，表达式中的θ1 表示的是真空中的光线与法线的夹角，θ2表示的是介质中的光线与法线的夹角． (4)光从一种介质射到两种介质的分界面时一定发生反射，但不一定发生折射．

鲁科版-选修3-4-第4章光的折射与全反射-第1节光的折射定律

填空题
1．水的折射率等于34玻璃的折射率等于2
3，光在水中的传播速度与在玻璃中的传播速度之比等于___________．
2．玻璃的折射率是，水晶的折射率是，让一块厚度为1cm 的玻璃片与一块水晶片叠放在一起，若光线垂直射入时，通过它们所用时间相等，则水晶片厚度是_________cm ．
3．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______。

4．如图，光从一种介质射入另一种介质，在界面上发生折射和反射现象。

______是界面，______是法线，______是入射光线，_____是折射光线，_____是反射光线，_______是入射角，_______是折射角。

5．一束单色光，在真空中波长为71000.6-⨯m ，射入折射率为50.1的玻璃中。

它在此玻璃中的波长是______m ，频率是______Hz （真空中光速是81000.3⨯m/s ）
6．一块玻璃砖放在书本上，当我们从书的上面看时，书的字好像升高了mm 10，若玻璃砖的折射率为5.1，则玻璃砖的厚度为______。

7．光线从介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ穿过（介质Ⅱ为空气），如图为光路图，这三种介质相比较折射率最大的介质是______，光在介质中的传播速度最大是_______，光在介质Ⅰ中的速度为_____（用三角函数表示）
答案：
1．9：8．
2．
3．3
4．N M '' MN CO OB OA COM ∠ NOB ∠ 5．m 1000.47-⨯=λ Hz 1000.514⨯=f 6．mm 30
7．Ⅲ Ⅱ。

鲁科版高中物理选修3-4课件光的折射定律课件1

4.对折射定律的理解： (1)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，但入射角与折射角的正弦值的比值是一个常数。 (2)折射率大小不仅反映了介质的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小。不同介质具有不同的折射率，说明折射率反映了该介质的光学特性。
(3)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。 (4)介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n= c 。由
一、对折射定律、折射率的理解 1.对定律内容的解读： (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)
【标准解答】光路如图所示由题意可得入射角为53° 由折射定律
sini =n sinr sin53 = 4 sinr 3 则r=37°,
由几何关系得影长 s=0.3·tan53°+1·tan37°=1.15 m 答案：1.15 m
【总结提升】利用光路图解决光的折射问题的方法
(1)根据题意画出正确的光路图。首先要找到入射的界面，同
【解析】(1) 由n c 得v c 3108 m / s 3 108 m / s。
v
n3
(2)作光路图如图所示，在BC界面上由折射定律：
sin 90
n
，解得r=30°。
sinr
由几何关系可得，反射光线与AC面的夹角为α=r=30°。答案：(1) 3 ×108 m/s (2)30°

#物理：鲁科版选修3-4 41 光的折射定律 (教案)

第一节光的折射定律三维教学目标1、知识与技能（1）掌握光的反射及反射定律；（2）掌握光的折射及折射定律；（3）掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系。

2、过程与方法：通过观察演示实验，使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象(反射和折射)，观察反射光线、折射光线随入射角的变化而变化，培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习，培养学生分析、推理能力。

3、情感、态度与价值观：渗透物理研究和学习的科学态度的教育，实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决，人的直接观察与用仪器探测是有差别的，我们使用科学的态度看待用仪器探测的结果。

教学重点：光的折射定律、折射率。

折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。

教学难点：光的折射定律和折射率的使用，通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法。

教学方法：引导、探究教学用具：光的折射演示器，附件：接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃、直尺、计算器。

（一）引入初中已学过光的折射规律：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居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。

初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象，而我们今天要定量地进行研究：（二）新课教学演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置，打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，观察：折射情况，a．角度，b．明暗程度与入射光线进行对比。

然后改变入射角进行记录，再次观察能量改变的情况。

1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小。

2、经历了近1500年才得到完善的定律（1）历史发展：公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；C．折射角正比于入射角。

鲁科版选修3-4 第4章第1讲光的折射定律

B．根据ssiinn θθ12＝n 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比
C．根据 n＝vc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
第1讲光的折射定律
11
解预析习导介学质的折射率是一个反映介质光学性质的物梳理理量·识，记由·点介拨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
2．色散现象
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 .
第1讲光的折射定律
7
预习导学
一、对折射率的理解
梳理·识记·点拨
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．
第1讲光的折射定律
8
2预．习“导相学对折射率”与“绝对折射率”
第1讲光的折射定律
13
预习导学
梳理·识记·点拨
3.实验步骤：(1)如图1所示，将白纸用图钉钉在方木板上．
(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．图1
(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′.
第1讲光的折射定律
14
预习导学
梳理·识记·点拨
(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察

鲁科版高中物理选修3-4课件光的折射定律课件2

课前自主导学
图 4－ 1－ 1
法线，入射光线，图中 AO 为 _________ OE 为 _________ NN′为 ______ 折射光线， sini/sinr ．折射角， i 是入射角 ______， r 是_______ 玻璃折射率的表达式 n＝ ________
菜单
(2)定义式 sin i n＝ ______ sin r ．
当堂双基达标
课前自主导学
课时作业
菜
单
LK·物理选修 3-4
教学教法分析课堂互动探究
(3)折射率与光速的关系
传播速度不同，且都小于光在真空光在不同介质中的_________
中的传播速度；某种介质的折射率，等于光在真空中的速度
教学方案设计
当堂双基达标
课前自主导学菜单
课时作业
LK·物理选修 3-4
教学教法分析课堂互动探究
教学方案设计
当堂双基达标
课前自主导学菜单
课时作业
LK·物理选修 3-4
教学教法分析课堂互动探究
课时作业
菜
单
LK·物理选修 3-4
教学教法分析
●教学流程设计
课堂互动探究
教学方案设计
课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】（同学之间可进行讨论）
当堂双基达标
课前自主导学菜单
课时作业
LK·物理选修 3-4

鲁科版高中物理选修3-4课件第4章阶段归纳整合

透过玻璃砖看到P1、P2的像，是因为发生了全反射现象，故要
减小α。
(2)插针法就是要用P3挡住P1和P2的像。 (3)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比。答案：(1)减小α (3) sin (2)用P3挡住P1和P2的像
sin
【变式训练】(2013·东城高二检测)如图甲所示，某同学在 “测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
折射率n= 。
(3)如图乙所示，若该同学其他操作正确，在实验中将玻璃砖
界面bb′画得偏下导致aa′和bb′的间距画得过宽。则折射率的测量值确值。 (选填“大于”“小于”或“等于”)准
【解析】(1)该同学接下来要完成的必要步骤是插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像，然后再插上大头针P4，使P4挡住P3和 P1、P2的像。 (2)介质的折射率等于空气中折射角正弦与介质中入射角正弦之比。
R 2 3 3 R R。 cos30 3 答案: 2 3 3 R 3
其长度为 l
二、测介质的折射率 1.插针法：原理：光的折射定律。
方法：如图所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线
AB、MN，从它们的交点O处画直线OP(使∠PON<45°)，在直线 OP上P、Q两点垂直插入两枚大头针。把木板竖直插入水中，使 AB与水面相平，MN与水面垂直。在水面上观察，调整视线使P 的像被Q的像挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住 Q、P的像，T挡住S及Q、P的像。从水中取出木板，画出直线 ST，量出图中的角i、r，则水的折射率 n

2020高考物理第3讲光的折射全反射教案鲁科版选修3_4

第3讲光的折射全反射知识排查光的折射定律折射率图11.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，如图1所示。

2.折射定律(1)折射角与入射角的定量关系：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。

(2)表达式：sin isin r ＝n 。

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i 的正弦与折射角r 的正弦的比值n ，叫做这种介质的折射率。

(2)物理意义：折射率n 反映介质的光学特性，不能说n 与sin i 成正比，与sin r 成反比，n 由介质本身的光学性质和光的频率决定。

全反射光导纤维1.光密介质与光疏介质2.(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到一定程度时，折射光线完全消失，全部光线都被反射回光密介质内的现象。

(2)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。

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。

若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C ，由n ＝sin 90°sin C ，得sin C ＝1n 。

介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。

3.光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射(如图2)。

图2 小题速练1.(多选)一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图3所示。

下列说法中正确的是( )图3A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射率等于 2C.当光线从介质射向真空中时，入射角大于45°时可发生全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象E.光进入介质时波长变短答案 BCE2.(多选)一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图中能正确描述其光路的是( )答案 ACE3.(多选)如图4所示，两束不同频率的平行单色光a 、b 从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β)，下列说法正确的是( )图4A.随着a 、b 入射角度的逐渐增加，a 先发生全反射B.水对a 的折射率比水对b 的折射率小C.在水中的传播速度v a >v bD.在空气中的传播速度v a >v bE.当a 、b 入射角为0°时，光线不偏折，但仍然发生折射现象解析由于α<β，所以折射率n a 小于n b ，由于n ＝c v知，在水中的传播速度v a ＞v b ，由sin C ＝1n知，随着a 、b 入射角的逐渐增大，b 先发生全反射，a 、b 在空气中的传播速度都是c ，故A 、D 错误，B 、C 正确；当a 、b 入射角为0°时，光线虽然不偏折，但仍然发生折射现象，故E 正确。

鲁科版高中物理选修3-4年鲁科选修34第4章第1节光的折射定律知能优化训练

1．某单色光在真空中的波长为λ，波速为c，它在折射率为n的介质中的速度为()A．c/n B．c/(nλ)C．nc D．c答案：A2．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体将()A．比物体所处的实际位置高B．比物体所处的实际位置低C．跟物体所处的实际位置一样D．以上三种情况都有可能解析：选A.潜水员在水中斜向上看岸边物体时，物体发出的光(或反射的光)从空气进入水中，折射角小于入射角，潜水员逆着折射光线的方向看去，会感觉到物体的位置比实际位置高些．3．以下关于光的折射现象的说法中正确的是()A．光的传播方向发生改变的现象叫光的折射B．在同一种介质中，不会发生折射现象C．若光从空气射入液体中，它的速度一定变小D．折射角一定大于入射角解析：选C.光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射现象，所以A错误；光在同一种非均匀介质中，照样发生折射现象，比如太阳光照射到地球上经过大气层时，由于从大气层外侧向地球靠近的过程中大气越来越稠密，折射率越来越大，光线发生了偏折，属于折射现象，B错误；光在空气中传播的速度接近于真空中的光速，比其他介质中的光速都大，C正确；光从其他介质射入空气中时，折射角大于入射角，D错误．4.图4－1－12如图4－1－12所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是() A．红光的偏折程度最大，紫光的偏折程度最小B．红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大C．玻璃对红光的折射率比紫光的大D．玻璃中紫光的传播速度比红光的大解析：选B.白光通过玻璃棱镜发生色散，是因为各种色光在玻璃中的折射率不同，对红光和紫光来说，玻璃对紫光的折射率大，紫光在玻璃中的偏折大，由n＝cv可知，紫光在玻璃中的传播速度比红光的小．5.图4－1－13如图4－1－13所示是光线在空气和介质分界面上发生的现象，由它们的相互关系可知，两种介质的分界面是________，入射光线是____________，介质的折射率为________，光在该介质中传播的速度为________m/s.解析：由入射光线和反射光线关于法线对称，可知NN′为分界面；由入射光线和折射光线分居法线两侧，知L3为入射光线；由入射光线和折射光线的分布可知，光线从介质射入空气，其入射角为30°，折射角为60°，由折射定律n＝sinθ1sinθ2和n＝cv得出n＝sin60°sin30°＝3，v＝cn＝3.00×108m/s≈1.73×108 m/s.3答案：NN′L33 1.73×108一、单项选择题1．图4－1－14中四个图表示一束白光通过三棱镜的光路图，其中正确的是()图4－1－14解析：选D.因光在棱镜的两个侧面上发生折射，每次折射都向底边偏折，并且玻璃对不同单色光的折射率不同，不同单色光在同一侧面的偏折角就不同．2．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程度越大B．折射角越大，表示这种介质对光线的偏折程度越小C．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折程度越大D．折射角越小，表示这种介质对光线的偏折程度越小解析：选C.由折射定律可知，在入射角相同的情况下，折射角越小，介质的折射率越大，介质对光线的偏折程度越大．3．如图4－1－15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()图4－1－15A ．光的反射B ．光的折射C ．光的直线传播D ．小孔成像答案：B4．一束光由空气射入某种介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是(真空中光速为c )( )A ．c B.c2C.32cD.33c 解析：选D.入射角为60°，反射角为60°，而折射角为30°，所以折射率n ＝sin60°sin30°＝3，光速v ＝c n ＝33c .5．(2011年厦门一中高二期末)图4－1－16一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O 点沿OP 方向射出，如图4－1－16所示，则( ) A ．AO 是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短B．AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长C．BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长D．BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短解析：选A.AO的折射率小是红光，在玻璃砖中的速度大，所需时间短，故A项对．6．如图4－1－17所示，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为()图4－1－17A. 2 B．1.5C. 3 D．2解析：选C.其光路图如图所示，由几何关系知r＝30°，折射率n＝sin60°sin30°＝3，故C正确．7．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4－1－8所示，水面在井口之下)，两井底部各有一只青蛙，则()图4－1－18A．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.根据题意作出光路图如图所示．由图可知，视角α大于视角β，所以枯井中的青蛙觉得井口大些；因为α<γ，所以水井中的青蛙视野更大些，晴天的晚上，水井中的青蛙看到的星星也更多一些．故B对，A、C、D项均错．8．一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表面射出．已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中()A．t1始终大于t2B．t1始终小于t2C．t1先大于后小于t2D．t1先小于后大于t2解析：选B.设折射角为α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律n＝sinθsinα，且n＝cv，在玻璃砖中的时间为t ＝h v cos α联立解得t 2∝n 4n 2－sin 2θ，红光折射率较小，θ为零时，t 1<t 2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其他特殊值，仍然有t 1<t 2. 二、非选择题9．空中有一只小鸟，距水面3 m ，其正下方距水面4 m 深处的水中有一条鱼．已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它________m ，鱼看天上的鸟离它________m.解析：首先作出鸟看鱼的光路图，如图所示．由于是在竖直方向上看，所以入射角很小，即图中的i 和r 均很小，故有tan i ≈sin i ，tan r ≈sin r .由图可得：h 1tan r ＝h ′tan i ，h ′＝h 1tan r /tan i ＝h 1sin r /sin i ＝h 1n ＝4×34m ＝3 m.则鸟看水中的鱼离它：H 1＝(3＋3) m ＝6 m.同理可得鱼看鸟时：h ″＝h 2n ＝3×43m ＝4 m ，则H 2＝(4＋4) m ＝8 m. 答案：6 810．如图4－1－19所示，一根竖直插入水中的杆AB ，在水中部分长1.0 m ，露出水面部分长0.3 m ，已知水的折射率为43，则当阳光与水平面成37°角时，杆AB 在水下的影长为多少？图4－1－19解析：光路图如图所示，sinθ2＝sin53°/n＝0.6，则θ2＝37°，影长l＝AC tan53°＋BC tan37°＝1.15 m.答案：1.15 m11.图4－1－20一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图4－1－20所示．已知入射光线与桌面的距离为3R/2.求出射角θ.解析：设入射光线与1/4球体的交点为C，连接OC，OC即为入射面的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，∠COB＝α.又由△OBC知sinα＝3 2①设光线C点的折射角为β，由折射定律得sinαsinβ＝3②由①②式得β＝30°由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ(如图所示)为30°.由折射定律得sin γsin θ＝13因此sin θ＝32解得θ＝60°. 答案：60° 12．一个圆柱形筒，直径12 cm ，高16 cm ，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm ，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点．求： (1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度．解析：(1)作出光路图，由图可知：sin i ＝d d 2＋H 2，sin r ＝dd 2＋h 2，则折射率：n ＝sin rsin i ＝d 2＋H 2d 2＋h 2＝122＋162122＋92＝43.(2)传播速度：v ＝c n ＝3.0×10843m/s ＝2.25×108 m/s.答案：(1)43 (2)2.25×108 m/s。

新鲁科版物理选修3-4第四章光的折射与全反射章末小结

:'斯涅耳定律（:折乡定律儿入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数sin J _ e和=—=—sm r- L -意义：反映介贡对光的偏折程度（实验原理实验步骤数据处理，构造：由内芯和外套构成优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能光导纤维V 力强、保密性好应用：光纤通信、光导潜望镜、医用内•窥镜DI SI ZHANG 宠曲折射E 全反輛章末小结与测评理】:干，抓朿点，章末盘点，评价自我! 知识结构图示ZHISIII JIEGOU 1USH!.7t 的折・17和全:折紂定律的应用全反射现象、注意事项临界角：sin C = —光疏介贡和光密介质光由光密介贡射向光疏介贡入射角犬于或等于临界角产土条件折射率Y 实验:测定玻蹟的折旺率Y光的折射与全反射1. 正确、灵活地理解应用折射率公式(1) 公式为n = snr (i 为真空中的入射角，r 为某介质中的折射角)。

(2) 根据光路可逆原理，入射角、折射角是可以随光路的逆向而“换位”的，我们可以这样来理解、记忆：折射率等于真空中光线与法线夹角的正弦跟介质中光线与法线夹角的正弦之比，再简单一点说就是大角的正弦与小角的正弦之比。

2. n 的应用及有关数学知识(1) 同一介质对紫光折射率大，对红光折射率小，着重理解两点：第一，光的频率由光源决定，与介质无关；第二，同一介质中，频率越大的光折射率越大。

⑵应用n =于，能准确而迅速地判断出有关光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题。

3. 产生全反射的条件光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角。

勿力针对训练1 •半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线 00'的截面如图所示。

位于截面所在的平面内的一细束光线，以入射角 i o 由0点入射，折射光线由上边界的 A 点射出。

当光线在0点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全反射。

鲁科版高中物理选修3-4课件第4章第1节

sini 射率的表达式n＝__s_in_r_____.
想一想 3.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.
高中物理课件
灿若寒星整理制作
第4章光的折射与全反射
第1节光的折射定律
目标导航 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)
新知初探•自学导引
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＝
sini sinr
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.
特别提醒: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.
2.光线偏折的方向 (1)如果光线从折射率(n1)小的介质射向折射率(n2)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(n1)大的介质射向折射率(n2)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.
4.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P1与P2间、P3与P4间的距离应大一些,以减小确定光路方向时造成的误差.