高中物理课件 第四章光的波动性 4.5 光的折射
合集下载
《光的波动性》课件
duality of light: a demonstration experiment. Physics Education, 51(2), 026003.
光的干涉与衍射
双缝干涉实验
有趣的实验揭示了光的波动性和干涉现象，促进了 光的探索与发展。
光的干涉图案
一系列干涉与衍射现象的图案，如牛顿环和多缝干 涉等，启迪了科学家们不断探索。
衍射定理
光的衍射现象可以通过波动理论推导出衍射定理， 并得到实验验证。
光的偏振
1
偏振光的特性
偏振光是指振荡方向在同一平面上的光，如线偏振光和圆偏振光。它具有光波的干涉和衍射 性质。
结论
光的波动性在物理学和技术应用中的重要 作用
理解光的波动性有助于深入探索光学现象，提高光 学仪器的性能，并推动光学应用的发展。
未来光学研究的趋势和前景
随着技术的进步和应用的拓展，预计光的波动性将 在更广泛的领域发挥作用，如通信、生物医学等领 域。
参考文献
• 赵凌. (2015). 光的波动性. 物理教育, 1, 52-57. • van der Merwe, L., & Tredoux, F. (2016). The wave-particle
2
偏振片的工作原理
棱镜和晶体可以将自然光变成偏振光。偏振片也可以让光线偏振，其中线偏振片是最常见的。
3Leabharlann 波片的工作原理波片能改变光线的偏振状态，其中λ/4波片是实现偏振光的常用光学元件之一。
光的折射和反射
折射定律
光线从一种介质进入另一种介质时，会弯曲。斯涅尔定律描述了光线的折射规律。
折射率的定义
不同介质的折射率不同。这一物理量定义为光在真空中的速度除以光在介质中的速度。
光的干涉与衍射
双缝干涉实验
有趣的实验揭示了光的波动性和干涉现象，促进了 光的探索与发展。
光的干涉图案
一系列干涉与衍射现象的图案，如牛顿环和多缝干 涉等，启迪了科学家们不断探索。
衍射定理
光的衍射现象可以通过波动理论推导出衍射定理， 并得到实验验证。
光的偏振
1
偏振光的特性
偏振光是指振荡方向在同一平面上的光，如线偏振光和圆偏振光。它具有光波的干涉和衍射 性质。
结论
光的波动性在物理学和技术应用中的重要 作用
理解光的波动性有助于深入探索光学现象，提高光 学仪器的性能，并推动光学应用的发展。
未来光学研究的趋势和前景
随着技术的进步和应用的拓展，预计光的波动性将 在更广泛的领域发挥作用，如通信、生物医学等领 域。
参考文献
• 赵凌. (2015). 光的波动性. 物理教育, 1, 52-57. • van der Merwe, L., & Tredoux, F. (2016). The wave-particle
2
偏振片的工作原理
棱镜和晶体可以将自然光变成偏振光。偏振片也可以让光线偏振，其中线偏振片是最常见的。
3Leabharlann 波片的工作原理波片能改变光线的偏振状态，其中λ/4波片是实现偏振光的常用光学元件之一。
光的折射和反射
折射定律
光线从一种介质进入另一种介质时，会弯曲。斯涅尔定律描述了光线的折射规律。
折射率的定义
不同介质的折射率不同。这一物理量定义为光在真空中的速度除以光在介质中的速度。
高中物理第4章光的波动性5光的折射课件选修34高二选修34物理课件
[答案] D
12/10/2021
第十九页，共四十二页。
解题时应把握以下两点 (1)对于同一色光，介质的折射率由介质本身决定，与其他因素 无关. (2)对于不同的色光，介质的折射率不同.
12/10/2021
第二十页，共四十二页。
折射率的计算
一个圆柱形筒，直径为 12cm，高为 16cm.人眼在筒侧 上方某处观察，所见筒侧的深度为 9cm，当筒中装满液体时， 则恰能看到筒侧的最低点.求： (1)此液体的折射率； (2)光在此液体中的传播速度. [解题探究](1)筒中不装液体时人眼所见深度为 9cm，能确定的是 折射光线还是入射光线？ (2)筒中装满液体时恰能看到最低点确定的是折射光线还是入射 光线？
②
12/10/2021
第十四页，共四十二页。
由几何关系，入射点的法线与 OC 的夹角为 i.由题设条件和几
何关系有 sini＝RL
③
式中 L 是入射光线与 OC 的距离.由②③式和题给数据得
sinr＝
6 205
④
由①③④式和题给数据得
n＝ 2.05≈1.43.
答案：见解析
12/10/2021
第十五页，共四十二页。
第4章 光的波动性
4.5 光的折射
12/10/2021
第一页，共四十二页。
第4章 光的波动性
1.通过实例和实验探究掌握光的折射定律. 2.理解折射 率的定义及其与光速的关系. 3.学会用插针法测定介质的折射率.(重点、难点)
12/10/2021
第二页，共四十二页。
一、光的折射定律 1.内容：如图所示，当光从一种介质进入另 一种介质时，在界面上光的传播方向发生了 明显的改变，折射光线与入射光线、法线在 同一__(t_ó_ng_yī_)平__面__内，折射光线与入射光线分别位 法于线_(_fǎ_x_ià_n)_两入侧射，角__的__正__弦__(zh_è_ng_x_iá_n)_跟__折__射__角__的__正__弦__成正比，这 就是光的折射定律. 2.公式：ssiinnri＝n.
12/10/2021
第十九页，共四十二页。
解题时应把握以下两点 (1)对于同一色光，介质的折射率由介质本身决定，与其他因素 无关. (2)对于不同的色光，介质的折射率不同.
12/10/2021
第二十页，共四十二页。
折射率的计算
一个圆柱形筒，直径为 12cm，高为 16cm.人眼在筒侧 上方某处观察，所见筒侧的深度为 9cm，当筒中装满液体时， 则恰能看到筒侧的最低点.求： (1)此液体的折射率； (2)光在此液体中的传播速度. [解题探究](1)筒中不装液体时人眼所见深度为 9cm，能确定的是 折射光线还是入射光线？ (2)筒中装满液体时恰能看到最低点确定的是折射光线还是入射 光线？
②
12/10/2021
第十四页，共四十二页。
由几何关系，入射点的法线与 OC 的夹角为 i.由题设条件和几
何关系有 sini＝RL
③
式中 L 是入射光线与 OC 的距离.由②③式和题给数据得
sinr＝
6 205
④
由①③④式和题给数据得
n＝ 2.05≈1.43.
答案：见解析
12/10/2021
第十五页，共四十二页。
第4章 光的波动性
4.5 光的折射
12/10/2021
第一页，共四十二页。
第4章 光的波动性
1.通过实例和实验探究掌握光的折射定律. 2.理解折射 率的定义及其与光速的关系. 3.学会用插针法测定介质的折射率.(重点、难点)
12/10/2021
第二页，共四十二页。
一、光的折射定律 1.内容：如图所示，当光从一种介质进入另 一种介质时，在界面上光的传播方向发生了 明显的改变，折射光线与入射光线、法线在 同一__(t_ó_ng_yī_)平__面__内，折射光线与入射光线分别位 法于线_(_fǎ_x_ià_n)_两入侧射，角__的__正__弦__(zh_è_ng_x_iá_n)_跟__折__射__角__的__正__弦__成正比，这 就是光的折射定律. 2.公式：ssiinnri＝n.
2018_2019版高中物理第4章光的波动性4.5光的折射课件沪科版
答案 见解析
解析 sin i EF/OE EF· OG EF GH n＝sin r(或因为 sin i＝OE，sin r＝OG，则 n＝GH/OG＝OE· GH).
解析 答案
课堂要点小结
折射定律 光的折射
c sin i 折射率：n＝ v＝sin r >1
折射中的色散
测定玻璃的折射率：插针法
达标检测
c 由v＝ ，na<nb知va>vb，A正确，B错误. n
解析 答案
二、折射中的色散
[导学探究]
拿一块破碎的玻璃，迎着阳光看去，会发现玻璃的边缘出现彩色条纹，
这又是什么原因？ 答案 光在折射时发生了色散.
答案
[知识深化] 图3表示白光通过棱镜折射后，由上到下的色光顺序为：红、橙、黄、 绿、蓝、靛、紫，这说明：
第4章 光的波动性
4.5 光的折射
[学习目标] 1.理解光的折射定律，会用折射定律解释相关现象和计算有关问题.
2.理解折射率的定义及其与光速的关系.
3.了解折射中的色散，认识对同一介质、不同颜色的光折射率不同.
4.会测定玻璃的折射率.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
分别看到彩色图样，这两种现象
A.都是色散现象
B.前者是干涉现象，后者是色散现象 √
C.都是干涉现象
D.前者是色散现象，后者是干涉现象 解析 B正确.
1 2 3 4
光在玻璃片表面的油膜上发生了薄膜干涉，光在玻璃片边缘发
生了折射，不同颜色的光在玻璃中的折射率不同，发生了色散.故选项
解析
答案
3.(多选)如图6所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿 过三棱镜后互相平行，则 A.a光的折射率大 B.b光的折射率大 √ C.a光在三棱镜中的速度大 √ D.b光在三棱镜中的速度大 解析
光的折射ppt课件
波长越短，折射率越 大；波长越长，折射 率越小
03
光的折射率与方向
光在不同材料中的折射率差异
玻璃、水、空气折射率差异
光在不同介质中传播时，会发生折射现象，不同材料的折射率不 同。玻璃的折射率通常高于水，而水的折射率高于空气。
折射率与波长关系
光的波长越短，折射率越高。蓝光的折射率高于红光。
应用
眼镜、镜头等光学元件的制造中，需要考虑到不同材料的折射率差 异，以获得最佳的光学效果。
感谢您的观看
THANKS
振光。
偏振光的折射现象
当偏振光经过光学元件时，其振 动方向会发生改变。
应用
光学通信、液晶显示等领域中， 利用偏振光的特性可以实现图像
传输和显示。
04
光的折射在日常生活中的 应用
眼镜片的光学原理
近视眼镜片
近视眼镜片是凹透镜，能够使平行光线发视眼镜片是凸透镜，能够使平行光线会聚，使 近处的物体变得清晰。
全息摄影技术原理及应用
全息摄影技术原理
全息摄影技术利用光的干涉原理，将物体的光波信息记录下来，然后通过特定 的设备将光波信息再现出来，形成三维图像。
全息摄影技术的应用
全息摄影技术被广泛应用于各个领域，如艺术展览、博物馆、教育等。全息摄 影技术能够将艺术品或文物等真实地再现出来，让观众更加深入地了解和感受 它们。
光学技术在未来科技领域的发展前景
随着科技的不断进步和创新，光学技术在未来科技领域的发展前景非常广阔。例如，光子计算机是一 种利用光的折射原理制造的新型计算机，具有超快的运算速度和巨大的信息容量，将成为未来计算机 发展的重要方向。
此外，光学技术还将继续在医疗、能源等领域发挥重要作用。例如，光学成像技术可以帮助医疗诊断 更加准确和直观；光学储能技术可以利用光能转化为电能，提高能源利用效率并减少环境污染。
新版人教版高二物理光的折射定律(共23张PPT)学习PPT
(3)光在不同介质中速度是不同的，这正是光发生折射的原因。
表示介质对光的偏折 ；
频率越小，传播速度越 。
④说明：折射光路也是可逆的。
例1、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°
二、折射率：
质而言，传播速度相同吗？（结合
nc v
）
结论：频率越大，传播速度越 下列的现象属于光的折射现象吗？ 小 ；频率越小，传
播速度越 大 。 表示介质对光的偏折 ；
思考：你能解释海市蜃楼的成因吗？我们看到的夕阳是它真正所在位置吗？ 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，
光的折射定律
光的反射现象
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光的反射。 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦
表示介质对光的偏折 ；
射角的正弦之比为一
思考：你能解释海市蜃楼的成因吗？我们看到的夕阳是它真正所在位置吗？
④说明：折射光路也是可逆的。
已知反射光线与折射光线的夹角85°，折射角( ).
sini/sinr 1.49 1.49 1.49 1.50 1.50 1.51 1.50 1.51
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。
即：
n sin i
sin r
光的折射定律
①折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
反射角等于入射角。
反射现象中，光路是可逆的。
高中物理教学课件-选择性必修第一册《光的折射》
1.51
14.9
1.33
13.2
1.50
22.1
1.33
19.5
1.50
28.9
1.33
25.4
1.50
35.2
1.33
30.7
1.50
40.6
1.33
35.3
1.50
45
1.33
38.8
1.50
47.8
1.33
41.1
1.50
金刚石
折射角θ2 sinθ1/sinθ2
4.1
2.42
8.1
2.43
11.9
2.42
15.4
2.42
18.5
2.41
21
2.42
22.9
2.41
24
2.42
光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
但是不同介质，这个比值不同；即可以用这个比值反应介质对光的折射本领。
二、折射率
1. 定义：光从真空射入某种介质时，入射角i与折射角r的正弦比值，叫做该介质 的绝对折射率，简称折射率（n）。
5、注意事项： （1）入射角一般取15o→75o为宜 （太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察） （2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路） （3）插针法实验，玻璃砖不能动（移动会改变光路图 ） （4）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用(损坏玻璃砖)，画边界线时描两点确定边界线 （5）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）
入射角正弦和折射角正弦 比值相等
即：
= K (定值)
斯涅耳定律
威里布里德·斯涅尔（1591-1626），荷兰数学家和物理学家， 曾在莱顿大学担任数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律，使几 何光学的精确计算成为了可能。折射定律是几何学的最重要基本定律 之一。斯涅尔的发现为几何光学的发展奠定了理论基础，把光学发展 向前大大的推进了一步。
高考物理 光的波动性课件
自然
光
自然光
偏振片
横
——要点深化—— 1．自然光与偏振光的区别 除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光． (1)自然光：在任意一个垂直于光传播方向振动的光波的强度都相同． (2)偏振光：在垂直于光波传播方向的平面内，只沿某一个特定方向振动的光．
2．偏振光的产生方式 (1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器． (2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．
(2)干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹．只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度都相同，而衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央条纹最宽最亮．
2．光的直线传播与光的衍射的关系 光的直线传播只是一种特殊情况和近似说法．光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的．在障碍物的尺寸可以与光的波长相比，甚至比光的波长还小时，衍射现象十分明显，这时就不能说光是沿直线传播的了．
图2
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 解析：双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样． 答案：B
知识点三 光的偏振 ——知识回顾—— 1．光的偏振：沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫 ， 通过 后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光． 2．光的偏振证明了光是一种 波．
光
自然光
偏振片
横
——要点深化—— 1．自然光与偏振光的区别 除了直接从光源发出的光外，日常生活中遇到的光大都是偏振光． (1)自然光：在任意一个垂直于光传播方向振动的光波的强度都相同． (2)偏振光：在垂直于光波传播方向的平面内，只沿某一个特定方向振动的光．
2．偏振光的产生方式 (1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器． (2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．
(2)干涉和衍射的图样有相似之处，都是明暗相间的条纹．只是干涉条纹中各条纹宽度和亮度都相同，而衍射条纹中各条纹宽度和亮度均不等，中央条纹最宽最亮．
2．光的直线传播与光的衍射的关系 光的直线传播只是一种特殊情况和近似说法．光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，也可以认为光是沿直线传播的．在障碍物的尺寸可以与光的波长相比，甚至比光的波长还小时，衍射现象十分明显，这时就不能说光是沿直线传播的了．
图2
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫 解析：双缝干涉条纹平行等距，且波长越大，条纹间距越大，而红光波长大于蓝光波长，故第一幅图为红光，第三幅图为蓝光；又由于黄光波长比紫光波长大，故第四幅图为黄光的衍射图样，第二幅为紫光的衍射图样． 答案：B
知识点三 光的偏振 ——知识回顾—— 1．光的偏振：沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫 ， 通过 后只剩下沿某一方向振动的光叫偏振光． 2．光的偏振证明了光是一种 波．
光的折射课件ppt
探讨光的折射现象，包括水中的折射、玻璃中的折射等。
光的折射现象
入射角与折射角
折射率
全反射
研究入射角与折射角的关系，了解折射定律的内容和意义。
了解不同介质之间的折射率差异及其原因。
探讨全反射现象，包括临界角和全反射的应用等。
光的折射的讨论方法
通过实验观察光的折射现象，测量入射角与折射角的关系。
实验观察
通过实验数据得出，当入射角增大时，折射角也随之增大。
当入射角为30度时，折射角约为22度；当入射角为45度时，折射角约为30度；当入射角为60度时，折射角约为35度左右。
实验结果表明，光的折射定律成立，即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于介质折射率。
光的折射的实验结果
05
光的折射的讨论
光的折射的讨论内容
光的折射的实验方案
光的折射的实验步骤
将半圆形玻璃砖放置在平尺上，调整角度使入射光线与玻璃砖上表面平行。
用激光笔射向玻璃砖上表面，观察并记录折射光线与玻璃砖上表面之间的夹角。
改变入射角，重复步骤2至4，多次测量以减小误差。
用量角器测量入射角和折射角，记录数据。
准备实验器材：激光笔、半圆形玻璃砖、平尺、量角器、水等。
THANK YOU.
谢谢您的观看
02
光的折射的原理
光是一种电磁波，具有波粒二象性，其传播过程中遇到不同介质时会发生折射现象。
光的波动性
从爱因斯坦的光子假说可知，光具有粒子性，当光从一种介质进入另一种介质时，其粒子数密度分布发生变化，导致折射现象的产生。
光的粒子性
光的折射的物理原理
Snell定律
$n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$，其中$n_1$和$n_2$分别为两种介质的折射率，$\theta_1$和$\theta_2$分别为入射角和折射角。
新教材高中物理第四章光第1节光的折射课件新人教版选择性必修第一册
1.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。
2.关于常数
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，说明常数反映着该介质的光学特性。
3.光的传播速度
介质的折射率跟光在其中的传播速率有关，即 =
2
D.
3
3
[解析] 光路图如图所示。根据折射定律得介质的折射率 =
由 = 得光在介质中的传播速度 =
=
3
，故D正确。
3
sin 60∘
sin 30∘
= 3，
3. 如图所示的装置可以测量棱镜的折射率。三角形表示待测直角棱镜
的横截面，棱镜的顶角为，紧贴直角边放置一块平面镜。一光线射到
第四章 光
第1节 光的折射
课标要求
课标
解读
1.通过实验，理解光
的折射定律。
2.会测量材料的折射
率。
素养要求
1.物理观念：理解折射率的物理意义。
2.科学思维：理解光的折射定律，并能用来解
释和计算有关的问题。
3.科学探究：掌握测定玻璃折射率的实验，会
解决与实验相关的问题。
要点一 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
（4）沿玻璃砖的另一侧面画一条直线′。
（5）在玻璃砖的′一侧白纸上竖直地立一枚大头针3 ，用眼睛观察调整视
线，同时移动大头针3 ，使3 恰好能同时挡住玻璃砖′ 一侧所插的大头针
1 、2 的像，此时把大头针3 插好。
（6）在玻璃砖′一侧再竖直地插一枚大头针4 ，使4 能挡住3 本身，同时
高中物理 课件第4章 第1节 光的折射定律
2．实验步骤 (1)如图4-1-4所示，将白纸用图钉钉在平木板上；
图4-1-4
(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 象，调整视线方向直到P2的象挡住P1的象．再在观察者一侧竖直插上两枚大头针 P3、P4，使P3挡住P1、P2的象，P4挡住P3及P1、P2的象，记下P3、P4的位置；
(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线 O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向；
(6)连接OO′，入射角i＝∠AON，折射角r＝∠O′ON′，用量角器量出入射 角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的 表格中；
图4-1-2
【导学号：78510041】
A．此介质折射率为
3 3
B．此介质折射率为 3
C．光在介质中速度比在空气中小
D．光在介质中速度比在空气中大
E．当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变
【解析】 由折射定律n＝ssiinn θθ21＝ 3，A错误，B正确；又由n＝vc知光在介质 中速度比在空气中小，C正确，D错误．根据折射率的物理意义，E正确．
知
知
识
识
点
点
一
三
第1节 光的折射定律
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
光的折射定律和折射率
[先填空] 1．光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时， 传播方向 会改变，这种现象叫做光的 折射．
新教材高中物理第四章光1光的折射课件新人教版选择性必修第一册
1．折射率的定义式中θ1为真空(空气)中的光线与法线的夹角，不一 定是入射角；θ2为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角．
2．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．
实验：测量玻璃的折射率 一、实验目的 1．掌握测玻璃折射率的方法； 2．加深对折射定律的理解． 二、实验过程 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i和折射角r，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝ssiinn ri.
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：折射率的定义式n＝
sin sin
θ1 θ2
中的θ1为真空中光线与法线的
c 介质中的传播速度v之比，即n＝____v____.
4．特点 任何介质的折射率都__大__于__1__．
1．是否可以由折射率的定义式n＝
sin sin
θ1 θ2
得出介质的折射率与入射
角θ1的正弦成正比，与折射角θ2的正弦成反比？
【答案】不可以．折射率n由介质的性质和光的颜Biblioteka 决定，与入射 角θ1和折射角θ2无关．
变式1 (2021届嘉兴联考)一束光线从空气射向折射率为 2 的玻璃
内，入射角为45°，下面的光路图中正确的是
()
【答案】C 【解析】光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，故A错
误；由反射定律得反射角为45°，根据折射定律n＝
《高三物理光的折射》课件
关系。具体来说，折射定律指出入射角和折射角正弦之比等于两种介质
的折射率之比。
02
斯涅尔定律
斯涅尔定律是折射定律的一种具体形式，它指出当光线从光密介质进入
光疏介质时，入射角和折射角之间的关系。斯涅尔定律是光学仪器设计
中的重要依据。
03
折射率
折射率是描述介质对光线折射能力的一个物理量，它与介质的性质有关
眼镜的矫正原理
总结词
眼镜通过改变光线的折射路径，纠正眼睛的屈光不正，使光线能够正确地聚焦在视网膜 上。
详细描述
眼镜的镜片具有特定的折射率，能够使光线在进入和离开镜片时发生折射。通过调整镜 片的形状和曲率，可以改变光线的折射路径，从而纠正眼睛的屈光不正，使视力清晰。
全反射现象的应用
总结词
全反射现象在生活中的应用包括光纤通信、内窥镜和全反射镜等。
详细描述
折射率是光线在两种介质中速度之比，它与入射角和折射角的大小有关。当光 线从低折射率介质进入高折射率介质时，入射角和折射角的比值会减小。
光的折射规律的应用
要点一
总结词
光的折射规律在日常生活和科学实验中有着广泛的应用。
要点二
详细描述
光的折射规律在光学仪器、摄影、视觉效果等方面有着广 泛的应用。例如，凸透镜的聚焦作用就是利用了光的折射 规律，而摄影中的镜头则通过调整透镜的折射率来控制图 像的清晰度和大小。此外，在视觉效果方面，光的折射规 律也解释了为什么物体看起来比实际位置高，以及为什么 水中的物体看起来弯曲或变形。
现象。
折射率
光在真空中的传播速度与光在介质 中的传播速度的比值，表示光在不 同介质中传播速度的变化。
折射定律
入射角与折射角的正弦之比等于两 种介质的折射率之比，即 n1sinθ1=n2sinθ2。
2017_2018学年高中物理第四章光的折射第1讲光的折射定律课件教科版
n＝___v___
3．任何介质的折射率都大于1.
想一想 当光从水射入空气发生折射时，入射角的正弦与折射 角的正弦之比，叫做水的折射率，这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确．空气可以作为真空处理，根据折射率的定义可 知光从空气射入水发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦 之比，叫做水的折射率.
一、对折射率的理解
图3
解析
设光在鳞片中的折射角为
γ，由折射定律知，n＝ssiinn
i γ
在鳞片中传播的路程 l1＝co2sdγ，
传播速度 v＝nc，传播时间 t1＝lv1 解得 t1＝c n22n－2dsin2i，
同理，在空气中的传播时间 t2＝cc2ohs i 则 t＝t1＋t2＝c n22n－2dsin2i＋cc2ohs i.
【例2】 (多选)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1所示的折射现象(α>β)．下列结论中正 确的是( )
图1 A．在水中的传播速度，光束a比光束b大 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的折射率大
结合数学三角函数的关系进行运算．
【例 3】 如图 2 所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为 d， 当桶内无油时，从某点 A 恰能看到桶底边缘上的某点 B， 当桶内油的深度等于桶高的一半时，在 A 点沿 AB 方向看 去，看到桶底上的 C 点，C、B 相距41d.由此可得油的折射 率 n＝________；光在油中传播的速度 v＝________m/s.(结 果可用根式表示)
解析 由公式 n＝ssiinn ri，可得折射率 na<nb，C 正确，D 错误； 由 v＝nc，na<nb 知 va>vb，A 正确，B 错误． 答案 AC
3．任何介质的折射率都大于1.
想一想 当光从水射入空气发生折射时，入射角的正弦与折射 角的正弦之比，叫做水的折射率，这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确．空气可以作为真空处理，根据折射率的定义可 知光从空气射入水发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦 之比，叫做水的折射率.
一、对折射率的理解
图3
解析
设光在鳞片中的折射角为
γ，由折射定律知，n＝ssiinn
i γ
在鳞片中传播的路程 l1＝co2sdγ，
传播速度 v＝nc，传播时间 t1＝lv1 解得 t1＝c n22n－2dsin2i，
同理，在空气中的传播时间 t2＝cc2ohs i 则 t＝t1＋t2＝c n22n－2dsin2i＋cc2ohs i.
【例2】 (多选)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1所示的折射现象(α>β)．下列结论中正 确的是( )
图1 A．在水中的传播速度，光束a比光束b大 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的折射率大
结合数学三角函数的关系进行运算．
【例 3】 如图 2 所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为 d， 当桶内无油时，从某点 A 恰能看到桶底边缘上的某点 B， 当桶内油的深度等于桶高的一半时，在 A 点沿 AB 方向看 去，看到桶底上的 C 点，C、B 相距41d.由此可得油的折射 率 n＝________；光在油中传播的速度 v＝________m/s.(结 果可用根式表示)
解析 由公式 n＝ssiinn ri，可得折射率 na<nb，C 正确，D 错误； 由 v＝nc，na<nb 知 va>vb，A 正确，B 错误． 答案 AC
人教版物理高中选择性必修1第四章第1节 光的折射PPT教学课件
(2)如图所示,在白纸上画出一条直线aa',过aa'上的一点O画
一条线段AO作为入射光线。
第1讲 描述运动的基本概念
第四章 光
(3)把两面平行的玻璃砖放在白纸上,使它的一条边跟aa'对齐,画出玻璃砖的另一条边bb'。 (4)在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及P1、P2的像,记下P3、P4的位置。 (5)移去大头针和玻璃砖,过P3、P4所在点作直线O'B与bb'交于O'点,直线O'B就代表了沿AO 方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。 (6)连接O、O',在O点画出法线NN',入射角θ1=∠AON,折射角θ2=∠O'ON',用量角器测出入射
乱。
第1讲 描述运动的基本概念
第四章 光
3.误差分析 (1)确定入射光线、出射光线时造成误差。减小误差方法:入射侧、出射侧所插两枚大头针 间距离应适当大一些。 (2)测量入射角与折射角时造成误差。减小误差方法:入射角在30°~60°范围内。入射角不 宜过小,也不宜过大,过大时反射光较强,出射光较弱。 (3)界面画不准确造成误差。如果界面距离小于玻璃砖宽度,则测量结果偏大;如果界面距 离大于玻璃砖宽度,则测量结果偏小。
θ1=
CC ' CO
,sin
θ2=
DD ' DO
而CO=DO,
因此折射率n= sin θ1 = CC ' 。
sin θ2 DD '
第1讲 描述运动的基本概念
光的折射物理ppt课件
光的折射物理ppt课件
目录
• 光的折射现象与定律 • 光线在不同介质中传播特性 • 透镜成像原理及特点分析 • 光学仪器结构与应用举例 • 生活中折射现象及应用探讨 • 实验操作与数据分析能力培养
01
光的折射现象与定律
折射现象及其实例
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
感谢您的观看
THANKS
水面折射现象及影响
水中物体的视觉位置偏移
当光线从空气射入水中时，由于折射 率的改变，使得物体的视觉位置发生 偏移，如水中的鱼看起来比实际位置 高。
池塘水面的反光
水下光学仪器的设计
在水下进行光学观测或摄影时，需要 考虑水面的折射对光线传播的影响， 以确保仪器的准确性和可靠性。
阳光照射在池塘水面上时，由于水面 的折射作用，使得光线发生反射和散 射，形成美丽的光景。
05
生活中折射现象及应用探讨
大气折射现象及影响
1 2 3
星光闪烁
星光经过大气层时，由于大气密度的不均匀导致 光线的折射，使得星光看起来闪烁不定。
日出日落时太阳形状的变化
太阳光线在日出和日落时经过大气层的长距离折 射，使得我们看到的太阳形状发生变化，如扁平 和变形等。
天文观测中的大气折射修正
在进行天文观测时，为了获得准确的数据，需要 对大气折射进行修正，以消除其对观测结果的影 响。
传播速度取决于介质 的折射率，折射率越 大，速度越小。
光线在两种介质交界面处行为
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传 播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射 。
折射角与入射角的大小关系遵循折射定律： n1*sin(i1) = n2*sin(i2)，其中n1和n2分别 为两种介质的折射率，i1和i2分别为入射角和 折射角。
目录
• 光的折射现象与定律 • 光线在不同介质中传播特性 • 透镜成像原理及特点分析 • 光学仪器结构与应用举例 • 生活中折射现象及应用探讨 • 实验操作与数据分析能力培养
01
光的折射现象与定律
折射现象及其实例
折射现象
光从一种介质斜射入另一种介质 时，传播方向发生改变的现象。
感谢您的观看
THANKS
水面折射现象及影响
水中物体的视觉位置偏移
当光线从空气射入水中时，由于折射 率的改变，使得物体的视觉位置发生 偏移，如水中的鱼看起来比实际位置 高。
池塘水面的反光
水下光学仪器的设计
在水下进行光学观测或摄影时，需要 考虑水面的折射对光线传播的影响， 以确保仪器的准确性和可靠性。
阳光照射在池塘水面上时，由于水面 的折射作用，使得光线发生反射和散 射，形成美丽的光景。
05
生活中折射现象及应用探讨
大气折射现象及影响
1 2 3
星光闪烁
星光经过大气层时，由于大气密度的不均匀导致 光线的折射，使得星光看起来闪烁不定。
日出日落时太阳形状的变化
太阳光线在日出和日落时经过大气层的长距离折 射，使得我们看到的太阳形状发生变化，如扁平 和变形等。
天文观测中的大气折射修正
在进行天文观测时，为了获得准确的数据，需要 对大气折射进行修正，以消除其对观测结果的影 响。
传播速度取决于介质 的折射率，折射率越 大，速度越小。
光线在两种介质交界面处行为
当光线从一种介质斜射入另一种介质时，传 播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射 。
折射角与入射角的大小关系遵循折射定律： n1*sin(i1) = n2*sin(i2)，其中n1和n2分别 为两种介质的折射率，i1和i2分别为入射角和 折射角。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是( ) A.bO 可能是入射光线
B.aO 可能是入射光线
C.cO 可能是入射光线
D.Ob 可能是反射光线 E.PQ 可能是法线
图 4-5-2
上一页
返回首页
下一页
【解析】 由于反射角等于入射角，入射光线与反射光线关于法线对称， 所以 aO、Ob 应是入射光线或反射光线，PQ 是法线.又因为反射光线、折射光线 都不与入射光线位于法线同侧，所以 aO 是入射光线，Ob 是反射光线，Oc 是折 射光线.
上一页
返回首页
下一页
【解析】 发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变 90°，A 错，B、C 对；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折 射现象，D 对，E 错.
【答案】 BCDBiblioteka 上一页返回首页下一页
2.如图 4-5-2 所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线
A.此介质折射率为
3 3
B.此介质折射率为 3
C.光在介质中速度比在空气中小
D.光在介质中速度比在空气中大
图 4-5-4
E.当入射角增大时，折射角也增大，但折射率不变
上一页
返回首页
下一页
【解析】 由折射定律 n＝ssiinn θθ21＝ 3，A 错误，B 正确；又由 n＝vc知光在 介质中速度比在空气中小，C 正确，D 错误.根据折射率的物理意义，E 正确.
知
知
识
识
点
点
一
三
4.5 光的折射
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
上一页
返回首页
下一页
学习目标 1.理解折射定律的确切含义，并能用来解 释有关的光现象和有关的计算.(重点、难 点) 2.理解介质的折射率，了解介质的折射率 与光速的关系，并能进行相关计算.(重点) 3.知道光路是可逆的，并能用来处理有关 的问题. 4.会测定介质的折射率.
上一页
返回首页
下一页
[再判断] 1.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内.( √ ) 2.入射角总大于折射角.(×) 3.光线从空气斜射入玻璃时，折射角小于入射角.( √ )
上一页
返回首页
下一页
[后思考] 1.光的折射现象中，折射角是否与入射角成正比？
【提示】 不是折射角与入射角成正比，是入射角的正弦跟折射角的正弦 成正比.
上一页
返回首页
下一页
6.利用半圆柱形玻璃，可减小激光光束的发散程度.在如图 4-5-6 所示的光路 中，A 为激光的出射点，O 为半圆柱形玻璃横截面的圆心，AO 过半圆顶点.若某 条从 A 点发出的与 AO 成 α 角的光线，以入射角 i 入射到半圆弧上，出射光线平 行于 AO，求此玻璃的折射率.
图 4-5-6
上一页
返回首页
下一页
【解析】 根据光路图，由折射定律得 n＝ssiinn ri， 由几何关系得 r＝i－α 故 n＝sinsiin－i α
【答案】
sin i sin i－α
上一页
返回首页
下一页
折射问题的四点注意 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.
上一页
返回首页
下一页
测定材料的折射率
1.实验目的 测定玻璃的折射率. 2.实验原理 如图 4-5-7 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 n＝ssiinn θθ12算出玻璃的折射率.
上一页
返回首页
下一页
图 4-5-7 3.实验器材 一块长方体的 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.
上一页
返回首页
下一页
[核心点击] 1.实验步骤 (1)如图 4-5-8 所示，将白纸用图钉钉在平木板上；
上一页
图 4-5-8
返回首页
下一页
(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；
上一页
返回首页
下一页
折射率
[先填空] 1.折射率 (1)意义：反映介质使光偏折的性质. (2)定义：光从真空射入某种介质时发生折射，入射角的正弦与 折射角的正弦 之比，叫这种介质的折射率.
上一页
返回首页
下一页
(3)公式
n＝ssiinn
i r.
(4)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
上一页
返回首页
下一页
3.“正比律”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即ssiinn ri＝n，折 射角 r 随入射角 i 的变化而变化，入射角 i 的正弦与折射角 r 的正弦之比是定值， 当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就唯一确定了.
上一页
返回首页
下一页
1.关于光的反射与折射，下列说法正确的是( ) A.光发生反射时，光的传播方向不一定改变 B.光发生反射时，光的传播方向可能偏转 90° C.光发生反射时，光的传播方向一定改变 D.光发生折射时，一定伴随着反射现象 E.光发生反射时，一定伴随着折射现象
上一页
返回首页
下一页
[再判断] 1.当光从空气垂直进入水中时，水的折射率为 0.( × ) 2.光的折射率随入射角的增大而增大.(× ) 3.介质的折射率越大，光在这种介质中的传播速度越小.( √ )
上一页
返回首页
下一页
[后思考] 1.是否可以由折射率的定义式 n＝ssiinn ri得出介质的折射率与入射角 i 的正弦 成正比，与折射角 r 的正弦成反比？ 【提示】 不可以.折射率 n 由介质的性质和光的颜色决定，与入射角 i 和 折射角 r 无关. 2.光在折射率大的介质中传播速度越大还是越小？ 【提示】 由 v＝nc知，n 越大，v 越小.
【答案】 光的折射
上一页
返回首页
下一页
利用光路图解决光的折射问题的方法 1.根据题意画出正确的光路图.首先要找到入射的界面，同时准确地作出法 线，再根据折射定律和入射光线画出折射光线，找到入射角和折射角，要注意 入射角、折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角. 2.利用几何关系确定光路图中的边、角关系，与折射定律 n＝ssiinn ri中的各量 准确对应.比如一定要确定哪个角在分子上、哪个角在分母上. 3.利用折射定律 n＝ssiinn ri、折射率与光速的关系 n＝vc列方程，结合数学三角 函数的关系进行运算.
上一页
返回首页
下一页
【解析】 由题图可以看出，a 侧光偏折得较厉害，三棱镜对 a 侧光的折射 率较大.所以 a 侧光是紫光，波长较短，b 侧光是红光，波长较长，因此 A 错，B、 C 正确；又 v＝nc，所以三棱镜中 a 侧光的传播速率小于 b 侧光的传播速率，D 正确，E 错误.
【答案】 BCD
【答案】 BCE
上一页
返回首页
下一页
5.如图 4-5-5 所示，从点光源 S 发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱 镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的 ab 间形成一条彩色光 带.下面的说法中正确的是( )
图 4-5-5
上一页
返回首页
下一页
A.a 侧是红光，b 侧是紫光 B.在真空中 a 侧光的波长小于 b 侧光的波长 C.三棱镜对 a 侧光的折射率大于对 b 侧光的折射率 D.在三棱镜中 a 侧光的速率比 b 侧光小 E.在三棱镜中 a、b 两侧光的速率相同
2.在光发生折射时，光的传播方向一定要发生变化吗？ 【提示】 不一定变化，当光垂直界面入射时光的传播方向不发生变化.
上一页
返回首页
下一页
[核心点击] 1.“同面内”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句话大体 上说明了三线的空间位置：折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线 共面. 2.“线两旁”：“折射光线与入射光线分别位于法线两侧”，这句话把折射 光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小(i＞0).
上一页
返回首页
下一页
(5)移去大头针和玻璃砖，过 P3、P4 所在处作直线 O′B 与 bb′交于 O′， 直线 O′B 就代表了沿 AO 方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向；
(6)连接 OO′，入射角 i＝∠AON，折射角 r＝∠O′ON′，用量角器量出 入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己 设计的表格中；
上一页
返回首页
下一页
图 4-5-10 由于 sin i＝CCCO′，sin r＝DDDO′，而 CO＝DO， 所以折射率 n1＝ssiinn ri＝DCCD′′.
知识脉络
上一页
返回首页
下一页
探究光的折射定律
[先填空] 1.折射现象 光从一种介质进入另一种介质，光的传播方向发生改变的现象.
上一页
图 4-5-1
返回首页
下一页
2.折射定律 入射光线、折射光线跟法线在同一平面内，入射光线、折射光线 分别位于
法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.即ssiinn ri＝n，n 为常数. 3.在折射现象中，光路是可逆 的.
【答案】 BDE
上一页
返回首页
下一页
3.如图 4-5-3 所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处 于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况.造成这种现象的 原因是什么？