高中物理教科版选修3-4《光的折射定律》公开课学案

《光的折射定律》学案

学习目标：

1、通过实验探究分析折射现象，理解折射定律的确切含义，并能用来解释一些光现象和计算有关的问题；

2、通过实验测定材料的折射率，理解折射率的定义，并理解折射率是反映介质光学性质的物理量。

3、知道折射率与光速的关系，并能处理有关计算；

光的反射

1、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。

2、光的反射定律

光线跟光线和线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于的两侧，反射角入射角。反射现象中，光路是的。

光的折射现象

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。

实验探究

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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折射角r i/r

10°

20°

30°

40°

50°

60°

70°

80°

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，且这个常数与无关。即：

sin sin i

n

r

=

光的折射定律

①折射光线、入射光线、法线在内。

②折射光线和入射光线分居两侧。

③入射角的正弦值跟折射角的正弦之比为一个常数n。

④折射光路也是的。

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().

Ａ、15°B、35°

Ｃ、45 D、60°

二、折射率：

光从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，叫做这种的绝对折射率，简称折射率。

1、表达式：n=

2、理论和实验的研究表明：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

=

3、说明：

(1)n的大小与有关，与和无关，对于确定介质，n是定值。

(2)折射率单位，任何介质的折射率皆1(n 1），表示介质对光的偏折；

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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？

(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。

思考：不同频率的光，在同种介质中的偏折程度（折射率）一样吗？看右图，你有什么启示？

你能解释彩虹的成因了吗？

难点：对不同频率的光通过同种介质而言，该介质对频率越大的光，偏

折程度越 ，即该介质对该频率的光折射率越 ；反之亦然。我们通常所说介质的折射率为钠黄光通过某介质的折射率。

进一步思考：对不同频率的光从真空中射入同种介质而言，传播速度相同吗？（结合

c n v

）

结论：频率越大，传播速度越 ；频率越小，传播速度越 。

(4)由于光在空气中和真空的传播速度 ，因此可以认为光从空气射入某介质时，入射角i 的正弦值与折射角r 的正弦值之比就等于这种介质的折射率。

三、几种常见介质的折射率:（通常所说的频率是指钠黄光通过某介质的折射率）

例2、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度。

A F

O

Ａ

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1 —

1．关于光的反射与折射，以下说法正确的是( ) A ．光发生反射时，光的传播方向一定改变 B ．光发生反射时，光的传播方向可能偏转90° C ．光发生折射时，一定伴随着反射现象 D ．光发生反射时，一定伴随着折射现象 2．一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，一部分被折射，折射光线与反射光线的夹角可能是( )

A ．小于40°

B ．在50°～100°之间

C ．在100°～140°之间

D ．大于140°

3．有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图5所示，由此可以判断( )

图5

A ．光在介质Ⅱ中传播的速度最小

B ．介质Ⅲ的折射率最小

C ．光在介质Ⅰ中的传播速度最大

D ．介质Ⅲ的折射率最大

C. 3

D.

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4．如图8所示，半圆玻璃砖的半径R ＝10 cm ，折射率为n ＝3，直径AB 与屏幕MN 垂直并接触于A 点．激光a 以入射角r ＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O ，结果在水平屏幕MN 上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L .

图8