高中物理人教版选修3-4课件：13.1 光的反射和折射
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人教版高中物理选修3-4课件第十三章第1节光的反射和折射
北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将
光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是 ( )
A．反射太阳光线，遵循光的反射定律 B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律 C．折射太阳光线，遵循光的折射定律 D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律 解析：“挡在场馆外”一定是反射，只要是反射就一定遵 循光的反射定律。 答案：A
高中物理课件
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第第 十1 三节 章
新知预 习·巧设计
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
要点一 要点二 要点三
随堂检测 归纳小结
课下作业 综合提升
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。
[读教材·填要点] 1．反射及反射定律 (1)光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的 时 分，界一面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 内面，反射光线与入射光线分别位于法线的；反两射侧角 入等射于角。
2．光的折射及折射定律
光从第一种介质射到它与第二种介质的分界面时， 光的折射
sin θ2≈tan θ2＝ha
②
根据折射定律有n＝ssiinn
θ2 θ1
③
将①②两式代入③式得n＝Hh
解得池水实际深度为H＝nh＝43h。
[答案]
4 3h
(1)一般都是沿着界面的法线方向去观察，作图时 要画开一定的角度，方便看图。
(2)构建几何图形，寻找边角关系。 (3)利用折射定律把折射角、入射角与几何图形的各 边联系起来。
4. 图 13－1－2 如图 13－1－3 所示，有玻璃
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射PPT
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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光的折射
光的折射： 光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象。
光在折射时遵循哪些规律呢？
光从空气射入玻璃
光从空气射入玻璃时， 折射光线、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两侧；入射 角大于折射角； 入射角增大，折射角随着增大； 垂直入射时折射角等于零； 光折射时，光路是可逆的。
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光的折射
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折射的规律：
① 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； ②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。
光的反射定律：
定律理解：
法线
A
B ①反射光线、入射光线、法线共面
入射角反射角
②反射角等于入射角（光线与法线
入射光线
的夹角） 反射光线
③反射光线、入射光线关于法线对称
O
④光路可逆：沿原来的反射光线入射，
将沿原来入射光线射出
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
“赤橙黄绿青蓝紫 谁持彩练当空舞”
彩虹实际是光的色散 现象
“海客谈瀛洲 烟涛微茫信难求”
海市蜃楼实际是光 发生全反射的结果
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光的折射
光的折射： 光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象。
光在折射时遵循哪些规律呢？
光从空气射入玻璃
光从空气射入玻璃时， 折射光线、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两侧；入射 角大于折射角； 入射角增大，折射角随着增大； 垂直入射时折射角等于零； 光折射时，光路是可逆的。
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光的折射
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折射的规律：
① 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； ②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。
光的反射定律：
定律理解：
法线
A
B ①反射光线、入射光线、法线共面
入射角反射角
②反射角等于入射角（光线与法线
入射光线
的夹角） 反射光线
③反射光线、入射光线关于法线对称
O
④光路可逆：沿原来的反射光线入射，
将沿原来入射光线射出
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“赤橙黄绿青蓝紫 谁持彩练当空舞”
彩虹实际是光的色散 现象
“海客谈瀛洲 烟涛微茫信难求”
海市蜃楼实际是光 发生全反射的结果
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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3Fra bibliotek示，将白纸用图钉钉在平木板上．
图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．
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)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 sin
θ1 θ2
＝n12.
图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 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． (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. (3)n＝ssiinn θθ12. 答案 见解析
3．实验步骤 (1)如图3Fra bibliotek示，将白纸用图钉钉在平木板上．
图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．
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)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 sin
θ1 θ2
＝n12.
图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 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． (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. (3)n＝ssiinn θθ12. 答案 见解析
人教版高中物理选修3-4课件 13 光的反射与折射课件
第十三章 · 光
第一节 光的反射和折射
一、光的反射和折射
光射到两种介质的界面时，一部分光进入另一种介质，同时另一部分 光返回到原来的介质。这种现象分别叫光的折射和反射。
一、光的反射和折射 判断入射、折射、反射光线、法线、界面？
光的反射：光射到介质1、介质2的界面时，一部分光返回到介质1的现象
折
射
光的折射定律：两介质、共面、异侧、不等大
3、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
定义式：
n12
sin1 sin2
决定式：n12
C
v
恒大于1，c v
物理意义：反应光线从真空折射到另一介质时光线折射程度的物理量
4、实验：测定玻璃砖的折射率："点"~"线"~"角"~"率"
（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的 像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另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、P2、P1的像，记下P3、P4位置
（5）移去在大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线 DC与bb’交于o’（作为实际出射点），直线O’D代表沿AO方向入射光 通过玻璃砖后的传播方向
Ａ
Ａ
Ｎ
Ｏ
Ｂ
Ｂ ＣＭ
解: 因底面直径和桶高相等,由此可知
∠AOF= ∠ABG=450 又∵OD=2CD
油的折射率
光在油中的传播速度
我们是怎样看到水中的鱼的？ 有光从水中传到我们的眼睛。 光从一种介质进入另一种介质传播
光的折射
从水中看水面上的物体，物体比实际的高度要高
人教版高中物理选修3-4课件第十三章第一节光的反射和折射
5．折射定律
同一平面 内，折射光线与 折射光线与入射光线、法线处在_________ 法线 的两侧；入射角的正弦与折射角的 入射光线分别位于_____
sin θ1/sin θ2 正比 ，即________________ 正弦成_______ ＝n12.
特别提醒：在光的反射现象和折射现象中,光路都是可逆的.
第十三章
光
第十三章
光
第十三章
光
第一节 光的反射和折射
学习目标
1. 理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算 有关的问题． 2．理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系．
新知初探自主学习
一、反射定律和折射定律 分界面 1．光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的_______
时，一部分光会返回到第一种介质的现象．
2
， sin θ1＝ sin i＝
d
2 2
.
4 【答案】 3
2.25×108 m/s
【名师点评】
先根据题意画出正确的边界光线光路图，
再利用几何关系确定光路中的边角关系，是分析折射问题
的关键．
跟踪训练2
(2013· 银川一中高二检测)如图所示，光在真空 )
和某介质的界面MN上发生偏折，那么(
A．光是从真空射入介质 B．介质的折射率是1.73
【答案】
(1)见解析图
(2)1.51(说明：±0.03范围内都可) (3)A 【方法总结】 用插针法测玻璃的折射率不受玻璃砖两侧
面是否平行的限制，只要通过插针法能作出光线的入、出 射方向和相应界面，最后作出内部的折射光线，即可根据
折射定律求出玻璃的折射率．
跟踪训练 3
(2012· 高考重庆卷 ) 如图甲所示为光学实验用的
物理：13.1_光的反射和折射_课件(人教版选修3-4)
2．光的折射和折射定律 (1)折射现象：光线从第1种介质照射到它与第2种介 进入 质的分界面时,一部分光会_____第2种介质的现象． (2)折射定律 同一平面 折射光线与入射光线、法线处在__________内，折 射光线与入射光线分别位于_____的两侧；入射角的 法线 sinθ1/sinθ2 正比 正弦与折射角的正弦成_____，即____________＝
A．b的下方
C．b处
B．b的上方
D．无法确定
解析：选C.人眼看到的是鱼的虚像，鱼发出的
光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当 激光从a向b发射时，经水面折射后将刚好照射 到鱼身上． 【方法总结】 人眼是根据最终射入的光的
尝试题 4、 有人在游泳池岸边“竖直”向下观 察池水的深度，看上去池水的视深为 h，已知 4 水 的 折射 率 为 ， 那么 池 水的 实 际深 度 H＝ 3 ________.
二、对折射率的理解 1．物理意义 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，由 n＝ sinθ1 可知；当 θ1 一定时，n 越大，θ2 越小，此时光线 sinθ2 的偏折角 Δθ＝θ1－θ2 就越大，即 n 越大，光线的偏 折角度就越大． ※介质对光线偏折程度的一个物理量 2．决定因素 折射率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，“折射率与入射角的正弦 成 正 比” 的说 法 和“ 折射 率与 折 射角的 正 弦成 反 比”的说法都是错误的．
图13－1－1
特别提醒：画光路图时应注意的问题： (1)光路是可逆的． (2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同
一直线上．
(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折．
光的反射、折射光路的计算
尝试题 6、(2011 年徐州模拟)如图 13－1－4 所示， 半圆玻璃砖的半径 R＝10 cm，折射率为 n＝ 3， 直径 AB 与屏幕垂直并接触于 A 点，激光 a 以入射 角 i＝30° 射向半圆玻璃砖的圆心 O，结果在水平屏 幕 MN 上出现了两个光斑． 求两个光斑之间的距离 L.
人教版选修3-4 第13章 第1节 光的反射和折射 课件(51张)
|对点训练|
3．一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
折射率及光在该介质中的传播速度为( )
A. 2， 2c
B．
3，
2c 2
C. 3， 3c
D．
2，
2c 2
解析：选 D 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 n＝ssiinn 4350°°＝
(3)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．折射定律的应用 解决光的折射问题的基本思路：
|核心知识·记一记| 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：ssiinn θθ12＝n12，式中 n12 是比例常数．
解析：分析题意，作出光路图，如 图所示：
连接 DO，由题意得，点 E 是三角形 AOD 的垂心．因为 DE＝2 cm，EF＝1 cm，所以△OAD 是等边三角形，点 E 也是重心、中心．
根据几何关系可知，入射角为 60°，折射角为 30°，所以折射 率 n＝ssiinn 6300°°＝ 3.
A．比值θθ21不变 B．比值ssiinn θθ12不变 C．比值ssiinn θθ12是一个大于 1 的常数 D．比值ssiinn θθ12是一个小于 1 的常数
(人教版选修3-4课件)高中物理选修：13.1光的反射和折射课件
3．折射率与光速的关系 c 介质的折射率 n 跟光在其中的传播速度 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。
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• •
• •
•光的折射和折射定律 1．折射现象 改变 光从一种介质斜射进入另一种 介质时传播方向________的现 象。 2 ．折射定律 同一平面 (1)内容：折射光线与入射光线、法线处在 正 ___________内，折射光线与入射光线分别 sinθ1 位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角 (2)表达式： ＝n12。 sin θ 2 的正弦成_________ 比。
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新课标导 学
物 理
选修3-4 ·人教 版
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第十三 章
光
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• 〔情 景 切 入〕 • 我们生活在一个充满光的世界。人类渴望 光明，生物需要阳光，人类的感觉器官接 收到的信息中，有90%的是通过眼睛。现 在光学已经成为物理学的重要组成部分， 在生活、生产和科学技术中有广泛的应用， 光学是现代高科技领域中最前沿的科学之 一。
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• 『判一判』 × • (1)入射光线与反射光线在不同介质中。 √ ( ) × • (2)入射光线与反射光线关于法线对称。 √ ( ) × • (3)光从一种介质进入另一种介质时传播方 √ 向就会变化。( ) • (4)若光从空气中射入水中，它的传播速度 一定减小。( )
高中物理人教版选修34课件：13.1 光的反射和折射
质的折射率大小关系而定。
4.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
及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关。
一
二
三
特别警示解决光的折射问题时,应根据光在两种介质的界面上发
生折射的规律,作出光路图,利用折射定律以及平面几何知识来处
理光折射现象中的问题。
一
二
三
二、“相对折射率”与“绝对折射率”
器(或圆规、三角板),刻度尺,激光笔,铅笔等。
[实验步骤]
(1)把白纸铺在木板上。
(2)在白纸上画一直线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。
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其边界一边与aa'重合,再用
刻度尺画出玻璃的另一边bb'。
(4)在AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
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)。
特别警示(1)介质的折射率与介质的密度没有必然联系,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)注意区分绝对折射率和相对折射率。绝对折射率是光从真空
射入介质时的入射角与折射角的正弦之比。相对折射率是指光从
光线与出射光线平行。
题后反思平行玻璃砖可以使光线发生侧移。
触类旁通在例2中,若要想求出光线的侧移距离,还需要知道哪些
物理量?
提示:侧移距离即为入射光线与出射光线间的距离d,还需要知道
玻璃砖的厚度,θ1、θ2的大小。
类型一
类型二
类型三
插针法测量玻璃的折射率
【例3】用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好三
4.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
及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关。
一
二
三
特别警示解决光的折射问题时,应根据光在两种介质的界面上发
生折射的规律,作出光路图,利用折射定律以及平面几何知识来处
理光折射现象中的问题。
一
二
三
二、“相对折射率”与“绝对折射率”
器(或圆规、三角板),刻度尺,激光笔,铅笔等。
[实验步骤]
(1)把白纸铺在木板上。
(2)在白纸上画一直线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。
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其边界一边与aa'重合,再用
刻度尺画出玻璃的另一边bb'。
(4)在AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。
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)。
特别警示(1)介质的折射率与介质的密度没有必然联系,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)注意区分绝对折射率和相对折射率。绝对折射率是光从真空
射入介质时的入射角与折射角的正弦之比。相对折射率是指光从
光线与出射光线平行。
题后反思平行玻璃砖可以使光线发生侧移。
触类旁通在例2中,若要想求出光线的侧移距离,还需要知道哪些
物理量?
提示:侧移距离即为入射光线与出射光线间的距离d,还需要知道
玻璃砖的厚度,θ1、θ2的大小。
类型一
类型二
类型三
插针法测量玻璃的折射率
【例3】用三棱镜做测定玻璃折射率的实验,先在白纸上放好三
人教版选修3-4第13章第1节光的反射和折射 课件(20张)
折射光线与入射光线、法线在同一平面内，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 1 sin 2
n12
2、在光的折射现象中，光 路也是可逆的。
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。
sin 1 1 1 sin2 2 c
sin2
sin1 1
c
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• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021 1:53:34 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/142021/3/142021/3/14Mar-2114-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/142021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
(人教版)高中物理选修3-4课件：13.1光的反射和折射
练 随堂演练
测 达标训练
二、折射率
1．定义：光从_真__空___射入某种介质发生折射时，入射角 θ1 的__正__弦__与折射角 θ2 的__正__弦__之比，叫该介质的绝对折射率，简 称__折__射__率___．用 n 表示．
sin θ1 2．定义式：n＝__si_n__θ_2 _.
3．折射率与光速的关系
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
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
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，由于 空气折射率大于 1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率 越大，太阳光将沿如图中 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下，日出时 间提前了，所以无大气层时日出时间将延后．
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
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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.
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n=
sin ������1 sin ������2
算出玻璃的折射率。
[实验器材]一块两面平行的玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角 器(或圆规、三角板),刻度尺,激光笔,铅笔等。
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1.光的反Z重难聚焦
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D典例透析
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。因此有 sin ������2 =
sin ������1。
在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角上,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,设斜率为 k,则 k = , 故玻璃砖折射率������ = 。
由于 sin θ1=
sin ������1 sin ������2
������������' ������������
, sin ������2 =
������������' ������������
, 而������������ = ������������ , 所以折射率������1 =
=
CC ' DD '
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若实验室中只有三角形玻璃砖,没有长方形玻璃砖,还能测出折 射率吗? 提示:插针法的作用是找出玻璃砖内的光路,其关键是确定入射 点和出射点,而入射点和出射点是利用插针后确定的直线与界面相 交而得到的,实验的要点是插准大头针,画准玻璃砖边界线,而与所 选玻璃砖两边平行与否无关,所以用三角形玻璃砖也可以测出折射 率。
n12=
sin ������1 sin ������2
=
������1 ������2
=
������ 1 ������ ������ 2 ������
=
1 ������ 1 1 ������ 2
=
������ 2 ������ 1
, 所以������1������1 = ������2������2, 或������1sin ������1 =
。
重复以上实验,求得各次折射率计算值,然后求其平均值即为玻 璃砖折射率的测量值。
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1.光的反射和折射
一 二 三
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(2)处理方法二:根据折射定律可得 n=
1 n
������������������θ 1 ������������������θ 2
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1.光的反射及反射定律 (1)光的反射:光从一种介质照射到它与另一种介质的分界面时, 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。 (3)光路的可逆性:在光的反射中,光路是可逆的。 2.光的折射及折射定律 (1)光的折射:光从一种介质照射到它与另一种介质的分界面时, 一部分光进入另一种介质的现象。 (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θ1的正弦与折射角θ2 sin ������1 的正弦成正比, 即 sin ������ = ������12(������12 是比例常数)。 2 (3)光路的可逆性:在光的折射中,光路是可逆的。
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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
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在利用公式 n = 射角吗?
sin ������1 sin ������2
计算介质的折射率时, 公式中的������1 一定是入
提示:不一定。例如,光从介质进入空气(真空)时,θ1就应该为折射 角。即无论光线由真空进入介质还是由介质进入真空,θ1都是真空 中的光线与法线的夹角。
方法之外, 还有以下处理数据的方法。
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1.光的反射和折射
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(1)处理方法一: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',用刻度尺 量出CC'和DD'的长。如图所示。
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(6)移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位 置,过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是入射光线 AO在玻璃砖内的折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折 射角。 (7)用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值,并 把这些数据填入记录表格里。 (8)用上述方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和 75°时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录在表格里。
n k
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1
1
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类型一 类型二 类型三
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光的反射定律和折射定律 【例1】 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,折射角等于多大? (4)当入射角增大或减小时 ,玻璃的折射率是否变化? 点拨:本题综合考查了有关光的反射和折射的问题。
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1.光的反射和折射
一 二 三
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一、对光的折射现象的理解 1.光的方向: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,但并非一定要变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向就 不变化。 2.光的速度:光从一种介质进入另一种介质时,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,但也属于折射现象,因 为光传播的速度发生了变化。 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发 生折射时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介 质的折射率大小关系而定。 4.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 及入射光的频率决定,与入射角、折射角的大小无关。
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1.光的反射和折射
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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,叫作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 ������1 sin ������2
的值, 比较一下, 看它们是否接近一 sin������1 个常数。求出几次实验测得的 的平均值, 这就是这块玻璃的 sin������2 折射率。 (9)算出入射角不同时的
sin ������2
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sin ������1
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三、测量玻璃砖的折射率 1.注意事项 (1)轻拿轻放玻璃砖,手只能接触玻璃砖的毛面或棱,不能触摸光 洁的光学面。严禁把玻璃砖当刻度尺用。 (2)实验过程中,玻璃砖在纸面上的位置不可移动。 (3)插针P1与P2、P3与P4的间距要适当地大些,以减小确定光路方 向时出现的误差。 (4)实验时入射角不能太小(接近0°),否则会使测量误差加大;也 不能太大(接近90°),否则会不易观察到P1、P2的像。 (5)本实验中如果采用的不是两面平行玻璃砖,而采用三棱镜、半 圆形玻璃砖等,只是出射光和入射光不平行,但一样能测出折射率。
[实验步骤] (1)把白纸铺在木板上。 (2)在白纸上画一直线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。 (3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其边界一边与aa'重合,再用 刻度尺画出玻璃的另一边bb'。 (4)在AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2。 (5)从玻璃砖bb'一侧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的像挡住。再在bb'一侧插上大头针P3、P4, 使P3能挡住P1、P2的像,P4能挡住P1、P2的像及P3本身(若用激光笔, 可用激光笔沿P1、P2方向入射一束激光,在从另一边射出来的激光 束上插上两枚大头针P3、P4)。