4.1 光的折射(导学案)-【新教材精创】高中物理新教材同步备课(人教版选择性必修第一册)

4.1光的折射
1、知道光的折射定律
2、理解折射率的概念,知道折射率越大,介质对光的偏折能力越强,偏折角越大
【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,由介质本身来决定。

【难点】了解光在发生折射时,光路的可逆性。

解释有关光的折射现象。

【课前自主学习】 一、知识前置 1、光从一种介质射到另一种介质的界面上时,会发生 现象和 现象。

2、光从空气(真空)射入水中,入射光线在空气(真空)中 法线,折射光线在水中 法线。

3、如图为光在空气和玻璃中传播的光路图,MN 为 ,并可判断MN 上方为 ,下方为 ；虚线为 ；OA 为 ,OB 为 ,OC 为 。

1θ为 ,2θ为 。

4、折射率:折射率是一个反映介质的光学特性的物理量。

（1）定义式:=n ；（任何介质的折射率都大于1）
（2）如图,水的折射率=n 。

5、不同介质折射率不同,折射率越大,介质对光的偏折能力越 ,偏折角越 。

全反射
（1）全反射现象:折射光线完全消失,只剩下 。

（2）发生全反射的条件:
①光从 射向 。

②入射角 临界角。

M N A C
（3）临界角sinC= 。

光由光密介质射入光疏介质,改变入射角,入射角越越容易发生全反射；
对于不同颜色的光,紫光的折射率最,发生全反射的临界角最,最发生全反射。

【易错辨析】
(1)光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一定发生变化。

()
(2)折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍。

()
(3)光在同一种均匀介质中传播时,也可以发生折射现象。

()
(4)当入射角为0°时,折射角也等于0°。

()
(5)入射角变化,折射角也随之变化,但入射角一定大于折射角。

()
二、新知学习
1.想一想:
射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。

水中的鱼看到小昆虫在什么位置?是在昆虫的上方还是下方?
阳光照射水面时,我们能够看到水中的鱼和草,同时也能看到太阳的倒影,这说明:光从空气射到水面时,一部分光射进水中,另一部分光返回到空气中。

一般说来,光从第1 种介质射到该介质与第2 种介质的分界面时,一部分光会返回到第1种介质,这个现象叫作光的反射；另一部分光会进入第2种介质,这个现象叫作光的折射。

光在反射时遵从反射定律,光在折射时遵从什么规律呢?
光的反射和折射同时发生
定义: ；。

光的 和 同时发生 改变入射光线的方向观察实验现象?
结论:
① 、 , 。

②当光从空气斜射入玻璃中时折射角小于入入射角与折射角有什么关系呢?
光的折射定律
、 , ； ,即；
光的折射定律的说明:
（1）式中 的比例常数与入射角、 ,只与 有关。

（2）折射现象中光路是 的；
（3）光的传播方向: , 。

并非一定变化,当光垂直界面入射时,。

（4）光的传播速度:光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变化,当光垂直界面入射
时, ,但也属于折射,光传播的速度发生变化。

(5)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 。

(6)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时, ,当光从折射率大的介质斜射
入折射率小的介质时, 。

折射率
光的折射律
光从真空射入某种介质发生折射时, ,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率
（refractive index ）,用符号 n 表示。

真空的折射率为 1,空气的折射率近似为 1。

1θ2
θ
光的折射律的说明
1、由光的折射定律, ；
2、对不同介质, 。

比如,光从空气射入玻璃时,n约为1.50；光从空气射入水中时,n 约1.33。

可见,n与介质有关系,是反映介质光学性质的物理量。

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。

4、特点: 。

5、折射率反映介质对光的偏折作用, 。

6、由于光在真空中的传播速度c 大于光在任何其他介质中的传播速度v,因而。

所以,光从真空射入任何介质时,sin θ1 都大于sin θ2,即入射角总是。

7、折射率是。

根据折射定律,可以测量材料的折射率。

误区:认识折射率的三大误区
误区1:误认为
误区2:
误区3::
1．(单选)如图所示的四种情景中,属于光的折射的是()
2．(多选)一束光从介质1进入介质2,方向如图所示,下列对于1、2两种介质的光学属性的判断正确的是()
A.介质1的折射率小
B.介质1的折射率大
C.光在介质1中的传播速度大
D.光在介质2中的传播速度大
3.（单选）如图所示,单色光束从某点以入射角i 射入一厚度为d 的平行玻璃砖中,在入射点同时发生反射和折射,折射光线经过玻璃砖后在下表面同样发生反射和折射,且反射光线与上表面的交点到上表面的入射点间的距离为l 。

已知光在真空中的传播速度为c 。

则平行玻璃砖的折射率为( )
2222
2222
4d 4d A.cosi B.sini 4d 4d C.cosi D.sini ++ ++ l l l l
l l l l
4.河中有条小鱼,某时刻小鱼的实际深度为H,一人从水面正上方往水中看,他感觉到的小鱼的深度为多大?(设水的折射率为n)
参考正确答案
1. 【正确答案】B
【详细解析】A 属于光沿直线传播;B 属于光的折射;C 属于光沿直线传播,D 属于光的反射,故B 正确。

2.【正确答案】BD
【详细解析】 由图可知,光由介质1射入介质2后折射角大于入射角,故介质1
的折射率大于介质2的折射率,故选项A 错,B 对;由n=c v 得v= c n ,故光在介质1中 的传播速度小,在介质2中的传播速度大,故选项C 错,D 对。

3.【正确答案】B
【详细解析】设光从O 点射入,反射光交于A 点,由题意画出光路图如图所示设折射角为r,平行玻璃
砖的折射率为n,由折射定律有sini
sinr =n 根据几何关系有l=2dtanr
所以解得n=22
4d +l l sini,B 项正确,A 、C 、D 错误。

4.【正确答案】n
H 【详细解析】如图所示,设小鱼在S 处,从鱼反射出的光线SO 垂直水面射出,光线SO 1与SO 间的夹角很小。

因一般人的瞳孔的线度为2～3 mm,θ1、θ2为一组对应的折射角和入射角,可知θ1、θ2均很小。

由数学知识知:sinθ1≈tanθ1=c h OO 1 ,sinθ2≈tanθ2= H
OO 1 由折射定律得:n=1112OO sin H h OO sin h
H θθ＝＝ ,得h=H n
即他感觉到的小鱼的深度为实际深度的1
n ,即变浅。