高中物理 第13章 第1节 光的反射和折射 新人教版选修3-4

成才之路 · 物 理
人教版 · 选修 3-4
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十三章 机械波
第十二章 第一节 光的反射和折射
1 学习目Leabharlann 定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理
4 重点难点突破 5 考点题型设计 6 课时作业
学习目标定位
※※ 掌握光的反射和折射定律 ※※ 理解折射率的定义及其与光速的关系 ※※ 能用光的折射定律解决相关问题
3．光路的特点 在光的折射现象中，光路是__可__逆____的。
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，叫做这种介质的绝对折射率，简 称折射率。 2．定义式 n＝ssiinnθθ12
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。
考点题型设计
光的反射
如图所示，S为点光源，MN为平 面镜。(1)用作图法画出通过P点的反射光线所对应的入射光
线；(2)确定其成像的观察范围。
解析：这是一道关于平面镜成像问题的题目，主要考查对 平面镜成像规律的认识，平面镜成像的特点是：等大正立的虚 像。方法是先确定像点的位置，然后再画符合要求的光线以及 与之对应的入射光线。
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。
特别提醒： (1)应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角和 折射角。画出正确的光路图是解题的必要前提。 (2)入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，注 意法线与界面的区别。
课堂情景切入
插在水中的筷子，看上去好象在水面处折断了；盛了水的 碗，看上去好像变浅了，这是什么原因？
知识自主梳理
光的反射
1．概念 光线入射到两种介质的界面上时，光的传播方向发生改 变，一部分光__返__回__原__介__质__的现象，叫做光的反射。 2．光的反射定律 (1)反射光线和入射光线在_同__一__平__面___内； (2)反射光线和入射光线分居在法__线__两__侧____； (3)反射角等于_入__射__角_____。 3．光路的特点 在反射现象中，光路是___可__逆_____的。
4．用光速表示的折射率
n＝
c v
，某种介质的折射率，等于光在__真__空____中传播的
速度c与光在这种__介__质____中的传播速度v之比。
5．特点 任何介质的折射率都__大__于__1____。
重点难点突破
一、光的折射现象的规律 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(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．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，光的传播方向虽然不变，但也属于 折射，因为光传播的速度发生了变化。
线的夹角，不一定是入射角，θ2也不一定是折射角，产生这种
现象的原因是光线的可逆性。
2介质的折射率由介质的性质和光的频率共同决定，与
入射角和折射角无关。
不同介质折射率不同，而它们的密度也往往不同，那么 介质的折射率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越 大，其折射率就越大？
解析：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。
二、对折射率的理解 1．关于正弦值 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，但正弦值的比值是一个常数。
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，说明常数反映了该介质的光学特性。
3．折射率与光速的关系
介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n＝
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。
下图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空
气的光路图，O点是半圆形玻璃砖的圆心，下列情况可能发生
的是( )
答案：D 解析：在圆心处发生反射和折射，B、C错；由空气射入 玻璃折射角小于入射角，A错，故选D。
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。
2．玻璃砖对光的折射问题 常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖。对于半圆 形玻璃砖若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路 图如图甲所示，光线只发生一次偏折。对于两个折射面相互平 行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折 射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移。
(1)先确定S对应的像S′，连接PS′与MN交于Q点，Q点即 是 过 P 点 的 反 射 点 。 连 接 SQ 即 得 对 应 的 入 射 光 线 ， 如 图 甲 所
示。
(2)由对称性确定S′后，过S′连接MN两端点的边界光线 S′M和S′N，此区域即为像点S′的观察范围，如图乙所示。
光的折射和折射定律
1．折射现象 光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向___改__变_____ 的现象。
2．折射定律 (1)内容：折射光线与入射光线 、法线处同在一__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 与折射角的正弦正成______比。
(2)表达式：ssiinnθθ12 ＝n12。
c 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。
特别提醒：
1折射率的定义式n＝
sinθ1 sinθ2
中的θ1为真空中的光线与法