高中物理选修3-4光的折射ppt.ppt
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人教版高中物理选修3-4课件13-1《光的反射和折射》PPT.ppt
1．发生反射现象时，反射光线和入射光线传播的速度是否 相等？
提示： 光在反射时，入射光线和反射光线是在同一介质 中，因此反射光线和入射光线的传播速度相同。
2．发生折射现象时，入射角与折射角成正比，是吗？ 提示： 不是。据折射定律，入射角的正弦与折射角的正弦 成正比。
3．光在介质中折射率可能小于 1吗？ 提示：不可能。光在任何介质中折射率都大于 1。
3．光的折射现象： 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。
4．光的折射定律： 折射光线、入射光线与法线处在 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ssiinnθθ12＝n12。
5．在光的反射和折射现象中光路是 可逆 的。
课堂合作探究
要点一 反射定律和折射定律
1.光的反射 (1)反射现象：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 (1)折射现象 如图所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分 光被反射回原来介质，即反射光线 OB。另一部分光进入第 2种 介质，并改变了原来的传播方向，即光线 OC，这种现象叫做光 的折射现象，光线 OC称为折射光线。
(1)当入射角 θ1＝45°时，反射光线与折射光线的夹角 θ为多 大？
(2)当入射角 θ1为多大时，反射光线和折射光线垂直？
解析：(1)设折射角为 θ2，
由n＝
sinθ1 sinθ2
，得
sinθ2＝
sinθ1 n
＝
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)
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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。
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
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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)
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海市蜃楼实际是光 发生全反射的结果
高中物理选修3-4-13.1光的反射和折射精品ppt课件
1、常数不同说明什么？ 2、常数有何物理意义？
“折射率”
四、 折射率
sin 1 n 1、绝对折射率n（折射率） sin 2
①是光从真空（空气）射入某种介质时的折射率。
②折射率得的大小与介质有关，与入射角和折射角 的大小无关。
③折射率无单位，任何介质折射率都大于1。
2、折射率的物理意义
折射率n反映了介质的光学性质。
五、课堂小结
光沿直线传播，且光路可逆！ 实验 光的折射 探究 光的反射 玻璃 水
折射率
案例1
怎样才能叉到鱼？
案例2
射水鱼喷水捕食蟋蟀
多姿多彩的“光”世界
妙趣横生的“光”世界
1、海市蜃楼
光的反射和折射
【实验演示】 杯中盛有适量的水，将一 支铅笔或筷子倾斜插入水中， 可以观察到什么现象？
提示：观察到铅笔或筷子发生“弯折”吗？ 物体在水中的“弯折” 属于光的折射现象。
一、知识温故
光在传播过程中，光路是可逆的。 光 从 空 气 射 入 水 中
A
N
θ1 O θ2 B
空气 玻璃
斯 涅 耳
N'ห้องสมุดไป่ตู้
（1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内。 （2）折射光线，入射光线在法线两侧。 （3）入射角的正弦跟折射角正弦成正比，如果用n12来表示这 个比例常数，就有：
sin 1 n12 sin 2
5、实验结论的进一步讨论分析
空气—玻璃 sin 1 1.52 sin 2 空气—水 sin 1 1.32 sin 2
通过曲线拟合，对于原有猜想，你又有何想法？
4、实验结论
（1）图 像
空气—玻璃
Sinθ1 Sinθ1
高中物理选修3-4光的反射和折射ppt课件
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。
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。
(湖北部分重点中学2014～2015学年高二 联考)现在高速公路上的标志牌都用“回归反 光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出 的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这 种“回归反光膜”是用球体反射元件制成 的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为 10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为 3 ，为使入射的车灯 光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行， 那么第一次入射的入射角应是( )
【优质课件】教科版高中物理选修3-4第四章光的折射章末整合优秀课件.ppt
分类突破
二、测折射率的方法
测折射率常见的方法有成像法、插针法及全反射法，不管哪
种方法其实质相同，由折射定律n＝
sin sin
i r
知，只要确定出入
射角i及折射角r即可测出介质的折射率．
分类突破
• 【例3】用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率的方 法如下：
• ①把半圆形玻璃砖放在白纸上，定出其圆 心O，在白纸上用铅笔描下其直径和圆心位置， 让一束光沿与直径垂直的方向穿入玻璃砖的 圆弧部分射到圆心O，如图3所示．
分类突破
(2)解题时常用的三个公式： ①折射定律公式：n12＝ssiinn ri； ②折射率与光速的关系n＝vc； ③全反射的临界角sin C＝n1. (3)注意法线的画法：法线画成虚线；法线垂直于界面，如果界 面是圆面，那应该垂直于圆的切线，即法线沿半径指向圆心．
分类突破
【例1】 如图1所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位 于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知 棱镜的折射率n＝ 2，AB＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠OAB ＝60°. (1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向； (2)第一次的出射点距C________ cm.
全
光密介质→光疏介质
反 光的全反射 条件入射角大于或等于临界角Csin C＝n1
射
应用：光纤通信、全反射棱镜
分类突破
• 一、光的折射、全反射的综合应用 • 几何光学是以光线为工具研究光的传播规
律，所以解决几何光学问题的关键是根据 “光的传播规律”画出光路图，然后再利用 几何学知识，寻找相应的边角关系． • (1)几何光学主要包括四条原理：①光的直 线传播规律；②光的反射定律；③光的折射 定律；④光路可逆原理
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)
15
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．
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．
2020年高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射课件 (18张ppt))
（二）、光的折射定律：（斯涅耳定律）
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 θ1 sin θ2
=
n12 （比例常数）
实验：激光以相同的入射角分别从空气射入水和食用油，观察 折射光线的偏折程度
入射角与折射角正弦之比：与入射角、折射角的大小无关， 只与两种介质的性质有关。
小孔成像 光 的 直
影子的形成 线 传
光
潜望镜 的 反
射
光 的
折 射
播
日食月食
水中倒影
实验：
让一束激 光从水中斜射 入空气中时， 观察光从水中 射到水与空气 的分界面时， 发生了什么现 象？
基本概念
法线
A 入射角 反射角 A’
入射光线
反射光线
ɵ1
空气
O
水
ɵ2
折射角
折射光线 B
二、光的反射
1、定义：光从一种介质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。
又∵OD=2CD
CD
1
sinCOD
CD 2 OD 2
5
A
油的折射率
n sin AOF 2 2 10 sin COD 1 5 2
光在油中的传播速度
v c 3.0 108 n 10 2 1.9 108 (m / s)
F GO
B CD
作业
1、课后练习书上重做。 2、练习册习题重做，并选两道 做作业本中。
1.63
1.5- 1.55 1.55 1.36 1.33 1.00028 1.8
（三）、折射率
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有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳
4、折射率---反映介质对光的折射作用
i
空气
玻璃
r
i
空气
水
r′
4、折射率
强调说明：
定义式：
n=
sini sinr
（1）折射率-----是光从真空射入某种介质中
时的折射率
（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对 于确定的介质，n是定值，不能说 n∝sini或n∝1/sinr
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
人类2经00 历了13一.30 千多1年.50 的时1间.49 ，
从积3累00 的入19射.60 角i和1.5折3 射角1.4r9
的数据中寻求两者之间的定 400
25.20
1.59
1.51
量关系。 500
30.70
600
35.10
1.63 1.71
1.50 1.51
700
38.60
1.81
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
c os r
空气
斯涅耳定律 水
空气----水 n 大于 1
水----空气 n 小于 1
3、折射光路是可逆的
光的折射
光的反射现象
光被两种介质的界面反射回射角 反射角 反射光线
光
平面镜
路
（1）反射光线、入射光线和法线同平面 可
（2）反射光线和入射光线分居法线两侧 逆
（3）反射角和入射角相等
1、光的折射现象
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。
入射光线
入射角
i
空气
（3）折射率无单位
任何介质的折射率皆大于1。
几种介质的折射率：
介质
折射率
空气
1.0028
水
1.33(4/3)
玻璃
1.50(3/2)
真空本身的折射率 = 1
研究表明：
光在不同介质中的速度不同，这 正是发生折射的原因。
某介质的折射率，等于光在真空 中的速度C与光在介质中的速度之比：
c n= v
（n＞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
玻璃
βi
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？
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。
玻璃砖
白 纸、大头针若干、铅笔、 直尺、量角器
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
i
空气 水
r
学生实验： 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？
实验原理：
1、根据折射率的定义：
n sin i sin r
法线
要测折射率， 必须知道与一个折 射现象对应的折射 角和入射角。
i=?
空气
界面
r=?
玻璃
实验器材：
水
r 折射光线
折射角
2、光的折射定律
① 折射光线、入射光线、法线在同一 平面内
② 折射光线和入射光线分居法线两侧
入射角、折 射角有什么关
系呢 ？
③当光从空气斜射入水或 玻璃中时， 折射角小于入射角
④当光从水或玻璃斜射入 空气中时， 折射角大于入射角
空气
⑤ 当入射角增大 水 时，折射角也随 着增大
单色光经玻璃
i
砖后，侧移而
传播方向不变
ri
r