《光的折射定律》
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4.1 光的折射定律
复习：光的反射
光在传播到界面时，被两种介质的界 面反射回原来的介质中继续传播的现 象叫光的反射。
法线
光 路 可 入射光线 入射角 反射角 反射光线 逆
平面镜
光的反射遵循反射定律：
（1）反射光线、入射光线和法线 同平面 （2）反射光线和入射光线分居法 线两侧
（3）反射角和入射角 相等
c318 0m/s
由于光在空气中的传播速 度近似等于在真空中传播速度 c，所以光从空气中射向介质 时，公式也适用。
整理课件
12
附：波的折射定律证明
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A
点的到达C点，
sin i BD v1 t AD AD
sin r AC v 2 t AD AD
i
侧移而传播方向不 变
ri
r
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
sin i v1 sin r v2
证毕
整理课件
i
B
v1 t
Ai
v2t r D
C
r
13
表4-1-2 几种介质的折射率
整理课件
14
例题：如图所示，一块两对面平行的玻璃砖的厚度为L，现测得 该玻璃砖的折射率为1.73，如果光从上表面射入的入射角i为600 时，求：
（1）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d；
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？
45°
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。
单色光经玻璃砖后，
单色光经玻璃
i
砖后，侧移而 传播方向不变
ri
r
整理课件
19
1 2
θ1
θ2
3 4
整理课件
20
折射定律应用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 实折际射深率 nH度
折射定律应用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
n 大于 Байду номын сангаас n 小于 1
折射光路也是可逆的
i
空气
水
r
二、介质的折射率
在物理学中，把光从真空射入 某种介质发生折射时，入射角i 与折射角r的正弦值之比值，叫 做这种介质的折射率。
n sin i sin r
整理课件
11
二、介质的折射率
n sin i sin r
由波的折射定律可以得出：
n v1 c v2 v
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
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。
⑥入射角的正弦和折射 角的正弦成正比
sin i n sin r
空气 水 水 空气
（2)光在玻璃砖中传播的时间t。
解：设光从空气进入玻璃时的折射角为r，则
n sin i sin r
把i和n的值代入可得r=300，从而有β=i-r=300 由几何关系得：
2 AB=AC/cosr=
3L
d=ABsinβ=
3L
3
3
tABAB.c2L
v
nc
整理课件
15
问题：怎样测定物体的折射率？
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
i=?
空气
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。
界面
r=?
玻璃
实验器材：
玻璃 砖 白 纸 、大头针若干、铅笔、直 尺、量角器
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。
新课：光的折射
光射到两种介质的 分界面时，一部分光从 一种介质进入另一种介 质继续传播，传播方向 通常会发生改变的现象。 这种现象叫光的折射
整理课件
4
一、光的折射
入射光线
空气
i 入射角
水
r
折射角
折射光线
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 ？
整理课件
26
例：斜插入水中的筷子与竖直方向成 45°角，由空气中向下观察，看到筷 子在水中的部分与竖直方向成的角度 为θ，则( B)
A.θ＜45°
B.θ＞45°
C.θ=45
D .条件不足，无法判断
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 3 ？
没有大气 有大气
有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到 太阳
折射定律应用3：
光的色散现象
白色的光实际 上是由各种单 色光组成的复 色光。复色光 通过透明介质 以后分解成单 色光的现象叫 做色散。
整理课件
25
表4-2-1 冕牌玻璃对各种色光的折射率
各种色光在真空中的速度都等于c， 由公式n=c/v可知，各种色光在同一均 匀介质中的传播速度v是不相同的。介 质对紫光的折射率最大，表示紫光在介 质中的传播速度最小；介质对红光的折 射率最小，表示红光在介质中的传播速 度最大。
复习：光的反射
光在传播到界面时，被两种介质的界 面反射回原来的介质中继续传播的现 象叫光的反射。
法线
光 路 可 入射光线 入射角 反射角 反射光线 逆
平面镜
光的反射遵循反射定律：
（1）反射光线、入射光线和法线 同平面 （2）反射光线和入射光线分居法 线两侧
（3）反射角和入射角 相等
c318 0m/s
由于光在空气中的传播速 度近似等于在真空中传播速度 c，所以光从空气中射向介质 时，公式也适用。
整理课件
12
附：波的折射定律证明
由惠更斯原理，A、B为同一波面上的两点
经t后，B点发射的子波到达界面处D点，A
点的到达C点，
sin i BD v1 t AD AD
sin r AC v 2 t AD AD
i
侧移而传播方向不 变
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
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证毕
整理课件
i
B
v1 t
Ai
v2t r D
C
r
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表4-1-2 几种介质的折射率
整理课件
14
例题：如图所示，一块两对面平行的玻璃砖的厚度为L，现测得 该玻璃砖的折射率为1.73，如果光从上表面射入的入射角i为600 时，求：
（1）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d；
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？
45°
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。
单色光经玻璃砖后，
单色光经玻璃
i
砖后，侧移而 传播方向不变
ri
r
整理课件
19
1 2
θ1
θ2
3 4
整理课件
20
折射定律应用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 实折际射深率 nH度
折射定律应用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
n 大于 Байду номын сангаас n 小于 1
折射光路也是可逆的
i
空气
水
r
二、介质的折射率
在物理学中，把光从真空射入 某种介质发生折射时，入射角i 与折射角r的正弦值之比值，叫 做这种介质的折射率。
n sin i sin r
整理课件
11
二、介质的折射率
n sin i sin r
由波的折射定律可以得出：
n v1 c v2 v
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
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。
⑥入射角的正弦和折射 角的正弦成正比
sin i n sin r
空气 水 水 空气
（2)光在玻璃砖中传播的时间t。
解：设光从空气进入玻璃时的折射角为r，则
n sin i sin r
把i和n的值代入可得r=300，从而有β=i-r=300 由几何关系得：
2 AB=AC/cosr=
3L
d=ABsinβ=
3L
3
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tABAB.c2L
v
nc
整理课件
15
问题：怎样测定物体的折射率？
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
i=?
空气
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。
界面
r=?
玻璃
实验器材：
玻璃 砖 白 纸 、大头针若干、铅笔、直 尺、量角器
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。
新课：光的折射
光射到两种介质的 分界面时，一部分光从 一种介质进入另一种介 质继续传播，传播方向 通常会发生改变的现象。 这种现象叫光的折射
整理课件
4
一、光的折射
入射光线
空气
i 入射角
水
r
折射角
折射光线
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 ？
整理课件
26
例：斜插入水中的筷子与竖直方向成 45°角，由空气中向下观察，看到筷 子在水中的部分与竖直方向成的角度 为θ，则( B)
A.θ＜45°
B.θ＞45°
C.θ=45
D .条件不足，无法判断
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 3 ？
没有大气 有大气
有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到 太阳
折射定律应用3：
光的色散现象
白色的光实际 上是由各种单 色光组成的复 色光。复色光 通过透明介质 以后分解成单 色光的现象叫 做色散。
整理课件
25
表4-2-1 冕牌玻璃对各种色光的折射率
各种色光在真空中的速度都等于c， 由公式n=c/v可知，各种色光在同一均 匀介质中的传播速度v是不相同的。介 质对紫光的折射率最大，表示紫光在介 质中的传播速度最小；介质对红光的折 射率最小，表示红光在介质中的传播速 度最大。