高中物理教科版选修3-4《光的折射定律》公开课
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高中物理教科版选修3-4配套课件4.1 光的折射定律 课件(教科版选修3-4)
对折射率的理解
【典例2】 关于折射率，下列说法正确的是 ( )．
sin i A．根据 ＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 sin r sin i B．根据 ＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 sin r c C．根据n＝ v 可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反 比 D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波 长成反比
1 光的折射定律
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．
一、光的反射和折射现象
当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到 原来 的介质
里继续传播的现象叫做光的 反射，另一部分光进入第二种 介质 继续传播的现象叫光的 折射 ．
借题发挥
1 会得出n∝sin i和n∝ 的错误结论．பைடு நூலகம்射率越大，进入介质后 sin r 光线偏折得越厉害，此处的“偏折”是相对入射光线而言的．
【变式2】 光从某种玻璃中射向空气，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，则下列说法正确的是( i A．比值r不变 sin i B．比值 是一个大于1的常数 sin r sin i C．比值 不变 sin r sin i D．比值 是一个小于1的常数 sin r )．
二、折射率 关于正弦值
当光由真空射入某种介质中时，入射角、折射角以及它们的正
弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数． 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．
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.因此，光从真空斜射入任何介质时， 入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于 折射角．
高中物理第四章1光的折射定律课件教科版选修3_4
探究一 探究二
对光的折射现象的进一步理解 (1)光的传播方向: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).但并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方 向就不发生变化. (2)光的偏折方向: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). (3)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 眼是根据最终射入的光的方向来确定发光物体位置的,光 在空气中的折射,人眼是觉察不到的.
【例题2】一半圆柱形透明物体横截面如图所示,底面AOB镀银 (圆中粗线),O表示半圆截面的圆心.一束光线在横截面内从M点入 射,经过AB面反射后从N点射出.已知光线在M点的入射角为 30°,∠MOA=60°,∠NOB=30°.求:
由④⑤式得 n=
6+ 2.
2
答案:(1)15° (2) 6+ 2
2
反思先根据题意画出正确的光路图,再利用几何关系确定光路中
的边角关系,要注意入射角、折射角的确定;最后利用反射定律、
折射定律求解;要注意灵活运用光路可逆中的逆向思维.
12345
1关于光在介质界面上的行为,下列说法中正确的是( )
A.光从一种介质进入另一种介质,一定要发生偏折
【例题1】 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.某些区域提前,在另一些区域延后 D.不变 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 气层时,由于空气的折射率大于1,并且离地球表面越近,大气层的密 度越大,折射率越大,太阳光将沿如图所示AB曲线进入在B处的人眼 中,使在B处的人看到日出,但在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以下,相当于 日出时刻提前了,所以无大气层时观察到日出的时刻将延后. 答案:B
教科版高中物理选修3-4《光的折射定律》参考课件
1
节
核心要点突破
课堂互动讲练
学习目标：
课标定位
1.知道光的反射和折射现象，理解折射定律．
2．理解折射率的概念及与光速的关系，并能用
来进行有关计算．
重点难点：
1.折射现象及折射定律的理解．
2．折射率的理解及其计算．
课前自主学案
一、光的反射和折射现象 1．光的反射：当光射到两种介质的_分__界__面__时___，一 部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象． 2．光的折射：光线从一种介质照射到两种介质的分 界面时，一部分光_进__入__另一种介质继续传播的现 象． 二、光的折射定律 入射光线 、折射光线和法线在_同__一__平__面___内，入射 光线与折射光线分居_法__线__两侧，入射角的正弦值与 折射角的正弦值之比为一常数．
【方法总结】 解答此类问题要注意：(1)根据题 意画出正确的光路图；(2)利用几何关系确定光路 中的边、角关系，要注意入射角、折射角的确定； (3)利用反射定律、折射定律求解；(4)注意光路可 逆性、对称性的应用．
光的折射率的计算 例2 如图4－1－4所示，人站在距槽边D为l＝1.2 m 处，刚好能看到槽底的B位置，人眼距地面的高度H ＝1.6 m，槽中注满某种透明液体时，人刚好能看到 槽底中央O点处．求：
2．虽然介质的入射角的正弦跟折射角的正弦之比 是一个常数，但不同介质的这一常数不同，说明此 常数反映着该介质的光学特性．把这个常数叫做介 质的折射率．
由 n＝ssiinnri可知：当 i 一定时，n 越大则 r 越小，此 时光线的偏折角 Δθ＝i－r 就越大，即光线的偏折
程度就越大，所以折射率是描述介质对光线偏折能
(2)光在液体中的速度
v＝nc≈1.76×108 m/s.
2024-2025学年高中物理第四章光的折射1光的折射定律教案教科版选修3-4
教学实施过程
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于光的折射定律的预习资料，包括PPT、教学视频和预习指导文档，明确预习目标和要求。
- 设计预习问题：围绕光的折射现象，设计问题如“光从空气进入水中，为什么会有折射现象？”和“你能想到哪些生活中的折射实例？”引导学生自主思考。
- 培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：根据光的折射定律，布置相关的课后习题，要求学生完成并提交。
- 提供拓展资源：推荐相关的科学文章、视频和在线模拟实验，供学生进一步学习。
- 反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈和指导。
学生活动：
- 完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。
- 拓展学习：利用提供的资源，进行深入的拓展学习。
- 反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习收获和不足。
教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。
- 反思总结法：帮助学生形成反思习惯，促进自我提升。
作用与目的：
- 巩固学生对光的折射定律的理解和应用能力。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野。
【讲解与演示】（15分钟）
1. 详细讲解斯涅尔定律的三个要点：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角和折射角的正弦值成正比；光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
2. 通过实验演示，让学生直观地理解光的折射现象及折射定律。
【练习与讨论】（10分钟）
1. 分组讨论：如何运用光的折射定律解释生活中的实例，如凸透镜成像、水中物体看起来位置变化等。
2. 布置练习题：根据光的折射定律，计算光从空气进入水中的折射角。
1. 课前自主探索
教师活动：
- 发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于光的折射定律的预习资料，包括PPT、教学视频和预习指导文档，明确预习目标和要求。
- 设计预习问题：围绕光的折射现象，设计问题如“光从空气进入水中，为什么会有折射现象？”和“你能想到哪些生活中的折射实例？”引导学生自主思考。
- 培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
3. 课后拓展应用
教师活动：
- 布置作业：根据光的折射定律，布置相关的课后习题，要求学生完成并提交。
- 提供拓展资源：推荐相关的科学文章、视频和在线模拟实验，供学生进一步学习。
- 反馈作业情况：及时批改作业，给予学生个性化的反馈和指导。
学生活动：
- 完成作业：学生认真完成作业，巩固课堂所学。
- 拓展学习：利用提供的资源，进行深入的拓展学习。
- 反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习收获和不足。
教学方法/手段/资源：
- 自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。
- 反思总结法：帮助学生形成反思习惯，促进自我提升。
作用与目的：
- 巩固学生对光的折射定律的理解和应用能力。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野。
【讲解与演示】（15分钟）
1. 详细讲解斯涅尔定律的三个要点：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射角和折射角的正弦值成正比；光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
2. 通过实验演示，让学生直观地理解光的折射现象及折射定律。
【练习与讨论】（10分钟）
1. 分组讨论：如何运用光的折射定律解释生活中的实例，如凸透镜成像、水中物体看起来位置变化等。
2. 布置练习题：根据光的折射定律，计算光从空气进入水中的折射角。
高中物理 光的折射定律 省优获奖课件 教科版选修3-4 公开课一等奖课件
预习导学
课堂讲义
对点练习
课堂讲义
第1讲
光的折射定律
2．机械波的传播 (1)各质点的振动周期都与波源的振动周期 相同． (2)离波源越远，质点的振动越滞后，但各 质点的起振方向与波源起振方向相同． (3)波传播的只是振动形式，介质中的每个 质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波 迁移．
预习导学
预习导学
课堂讲义
对点练习
预习导学
第1讲
光的折射定律
2．介质 能够传播振动的物质． 3．机械波 机械振动 在介质中的传播． 4．波源 初始 引起 振动的装置． 机械振动 5．机械波是 这一运动形式(包括波 迁移 源的振动信息)的传播，介质本身并没有沿着 能量 波的方向发生 ． 6．波是传递 的一种方式．
课堂讲义
【例2】 两束不同频率的单色光a、b从空气 平行射入水中，发生了如图4－1－1所示的折 射现象(α>β)．下列结论中正确的是 ( )
A．在水中的传播速度，光束a比光束b大 图4－1－1 B．在水中的传播速度，光束a比光束b小 C ．水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折 射率小 D ．水对光束 a 的折射率比水对光束 b 的折
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对点练习
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第1讲
光的折射定律
二、振动与波动的区别与联系 1．区别 (1)研究对象不同 振动是单个质点所表现出的周而复始的运 动现象，波动是大量质点表现出的周而复始 的运动现象．
预习导学
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对点练习
课堂讲义
第1讲
光的折射定律
【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
2020-2021学年高二物理教科版选修3-4教学课件：第四章 1. 光的折射定律 (27张)
n sin i sin r
绝对折射率
三、介质的折射率
为什么光进入不同的介质，折射率就不一 样呢？
光在不同的介质中的速度是不同的，这正
是光发生折射的原因.
理论和实验的研究都证明：某种介质的折射率n，
等于光在真空中的传播速度c（c=3×108m/s）与光在
这种介质中的传播速度v之比，即
nc v
波的折射定律：
sin r
的值，填入表4-1-1中.
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.
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
200
13.30
1.50
1.49
300
19.60
1.53
1.49
D .条件不足，无法判断
例4、一束光线与界面成30°角射到界面
上时，发生了反射和折射。已知反射光
线与折射光线的夹角85°，折射角(B )
Ａ、15°
B、35°
Ｃ、45
D、60°
四、小结
1、光的折射定律：
三线共面
sin i 常数
sin r
2、折射率
（1）反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越 厉害
（2）定义式sinθ1 / sinθ2＝n－－光从真空中进入 介质 (1/n＝ sinθ1 / sinθ2－－光从介质进入真空）
（3）决定式: n = c/v
( n>1)
i 入射角
空气入射光线
水
r 折射光线
折射角
二、光的折射定律
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．
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油的折射率
A
n
sinAOF
2 2
10
sinCOD 1 5 2
F
光在油中的传播速度
v c 3.0 10 8
n
10 2
精选ppt
GO B C D27
5
1光的反射定律
ir
反射光线跟入射光线和法线在同一平面内， 反射光线和入射光线分别位于法线的两侧， 反射角等于入射角。 精选反ppt 射现象中，光路是可逆的。 6
筷子放在装满水的碗中，在水面处出现了什么现象？ 筷子在水面处折断了
精选ppt
7
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
精选ppt
8
思考：入射角、折射角大小关系及与介质的关系 ？
当光从空气斜射入水中时， 折射角小于入射角
当光从水斜射入空气时， 折射角大于入射角
精选ppt
空气
水
9
实验探究光的折射规律
精选ppt
10
二、光的折射定律
1实验探究
探究：折射角和 入射角有什么关 系呢？
精选ppt
第四章 光的折射
第一节 光的折射定律
精选ppt
1
精选ppt
2
精选ppt
3
一、光的反射和折射现象
光射到两种介质的界面时，一部分光仍返回到 原来的介质继续传播的现象叫光的反射；另一部分 光进入第二种介质继续传播的现象叫做光的折射。
精选ppt
4
基本概念
精选ppt
法 线 入反 射射 角角
折 射 角
空气 水
11
探究：折射角和入射角有什么关系呢？
以光从空气射入玻璃为例
i/r
精选ppt
12
探究：折射角和入射角有什么关系呢？
以光从空气射入玻璃为例
i/r
sini/sinr
精选ppt
13
结论：在误差允许范围内，入射角i的正弦值跟折 射角r的正弦之比为一个常数，用n来表示这个常 数，且这个常数与入射角和折射角无关。
精选ppt
23
总结
1.光的反射定律
2.光的折射定律
3.介质的折射率：
定义式 决定式：
n= sini1
csinr2 n=
v
意义：反映介质对光的偏折能力的大小
精选ppt
24
折射率---反映介质对光的偏折作用
i
空气
玻璃
r
精选ppt
i
空气
r′
水 25
:
3如图一个储油桶的底面直径与高均为d.
当桶内没有油时，从某点Ａ恰能看到桶底
精选ppt
19
因为光的折射，我们从水下看岸 上的物体，他变高还是变矮呢？
答：变高
精选ppt
20
练一练
1如图所示，光线从空气射入某介质，入射光线 和界面的夹角为45°，反射光线和折射光线之 间的夹角为105°， （1）入射角θ 1 和折射角θ 2 各为多大； （2）这种介质的折射率为多大
精选ppt
边缘的某点Ｂ。当桶内油的深度等于桶高
的一半时，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到
桶低上的点C，ＣＢ两点距离d/4．求油
的折射率和光在油中传播的速度。
Ａ
F
A
Ｂ 精选ppt C
Gd
O
B
26
CD
解: 因底面直径和桶高相等,由此可知
∠AOF= ∠ABG=450
又∵OD=2CD
si nCOD CD
1
CD2 OD2 5
质，n是定值
(2)折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1(n>1)
精选ppt
16
6.折射原因：光在不同介质中的速度不同
几种常见介质的折射率 （相对于钠黄光而言）:
精选ppt
17
应用：
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。
精选ppt
18
折射形成的美妙现象
有经验的渔民，使用钢叉 向水下叉鱼时，总是向所 看见的鱼的下方投叉，你 能说出这样做的道理吗？
21
2一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 B．na＜nb C．va＞vb D．va＜vb
精选ppt
22
例如图4-29所示,某平行玻璃砖的厚度为L,现测得该玻璃 砖的折射率为1.73 ,若光线从上表面射入的入射角 i=60°, (1)求光线从下表面射出时相对于入射光线的侧移d (2)光在玻璃砖中传播的时间
即：
n sin i
sin r
精选ppt
14
2、光的折射定律 入射光线
（1） 折射光线、入射
i
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
（3）入射角的正弦与折射 角的正弦之比为一常数
（4）光路可逆：沿原来的折射光线入射，
将沿原来入射光线射出
精选ppt
15
空气
水
折射光线
三、介质的折射率：
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，叫做这种介质的折射率
2.定义式
n= sini sinr
3.决定式：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v之比：
c n= v
4. 意义：反映介质Байду номын сангаас学性质的物理量，反应对光的偏折能力的大小
5.注意：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介