高中物理教科版选修3-4《光的折射定律》公开课
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第四章 光的折射
第一节 光的折射定律
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。
法 线
入 射 角 反 射 角
空气 水
基本概念
折 射 角
1光的反射定律
i r
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。 反射现象中，光路是可逆的。
O G d Ｂ C B C D
解:
因底面直径和桶高相等,由此可知 ∠AOF= ∠ABG=450 又∵OD=2CD 1 CD sin COD 5 C D2 O D2 A
油的折射率 sinAO F 2 2 n sinC O D 1 5 光在油中的传播速度 8 c 3.0 10 v n 10 2
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
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=
n=
c v
sini1 sinr2
麻油 1.47 水晶
各种 1.40~2.00 金刚 2.42 翡翠 玻璃 石 1.77 红/蓝 二氧 1.63 岩盐 宝石 化碳
1.57
1.55
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。
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？
（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
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 sini sinr
n=
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： 4.
反映介质对光的偏折能力的大小
折射率---反映介质对光的偏折作用
i
空气
iBiblioteka Baidu
空气
玻璃
r
r′
水
:
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 A F Ａ 度。
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
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
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
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 入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角r 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6° i/r 1.49 1.50 1.53 1.58 1.63 1.71 1.81 1.97 sini/sinr 1.49 1.49 1.49 1.50 1.50 1.51 1.50 1.51
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
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
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
空气 水
实验探究光的折射规律
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？
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 入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角r 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6° i/r 1.49 1.50 1.53 1.58 1.63 1.71 1.81 1.97
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：
sin i n sin r
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
空气
入射光线
i
水
（3）入射角的正弦与折射 角的正弦之比为一常数
n=
：反映介质光学性质的物理量，反应对光的偏折能力的大小
c v
5.注意：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介
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) 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）:
介质 空气 酒精 n 1.00029 1.36 介质 水 n 1.33 介质 冰 n 1.309 1.54
10 2
F O
G
B
C D
第一节 光的折射定律
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。
法 线
入 射 角 反 射 角
空气 水
基本概念
折 射 角
1光的反射定律
i r
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。 反射现象中，光路是可逆的。
O G d Ｂ C B C D
解:
因底面直径和桶高相等,由此可知 ∠AOF= ∠ABG=450 又∵OD=2CD 1 CD sin COD 5 C D2 O D2 A
油的折射率 sinAO F 2 2 n sinC O D 1 5 光在油中的传播速度 8 c 3.0 10 v n 10 2
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
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=
n=
c v
sini1 sinr2
麻油 1.47 水晶
各种 1.40~2.00 金刚 2.42 翡翠 玻璃 石 1.77 红/蓝 二氧 1.63 岩盐 宝石 化碳
1.57
1.55
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。
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？
（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
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 sini sinr
n=
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： 4.
反映介质对光的偏折能力的大小
折射率---反映介质对光的偏折作用
i
空气
iBiblioteka Baidu
空气
玻璃
r
r′
水
:
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 A F Ａ 度。
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
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
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
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 入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角r 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6° i/r 1.49 1.50 1.53 1.58 1.63 1.71 1.81 1.97 sini/sinr 1.49 1.49 1.49 1.50 1.50 1.51 1.50 1.51
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
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
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
空气 水
实验探究光的折射规律
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？
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 入射角i 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 折射角r 6.7° 13.3° 19.6° 25.2° 30.7° 35.1° 38.6° 40.6° i/r 1.49 1.50 1.53 1.58 1.63 1.71 1.81 1.97
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：
sin i n sin r
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
空气
入射光线
i
水
（3）入射角的正弦与折射 角的正弦之比为一常数
n=
：反映介质光学性质的物理量，反应对光的偏折能力的大小
c v
5.注意：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介
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) 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）:
介质 空气 酒精 n 1.00029 1.36 介质 水 n 1.33 介质 冰 n 1.309 1.54
10 2
F O
G
B
C D