高中物理 第四章 光的折射 第1节 光的折射定律学案 教科版选修3-4-教科版高中选修3-4物理学案VIP免费

第1节光的折射定律1.认识光的反射及折射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义．2.知道光的反射和折射现象，理解折射定律．(重点)3.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)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．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i的正弦值与折射角r的正弦值的比值，叫做这种介质的折射率，用符号n表示．2．定义式：n＝．3．折射率与光速的关系：光在不同介质中的速度不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空中的速度c与光在这种介质中的速度v之比，即n＝c/v．天空中无数的星星是和太阳一样的发光天体．在晴朗的夜晚，我们看到的是一闪一闪的星星，这是为什么？提示：大气的抖动是时刻不停的，并与气候密切相关，一般抖动明显的大气由于折射形成一次闪烁的时间间隔是1～4秒，所以，我们观望星空时，看到的星光是闪烁的．光的折射和折射定律1．光的折射现象的认识光的折射现象：当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB.另一部分光进入第二种介质，并改变了传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为折射角r.2．对折射定律内容的理解(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居在法线两侧．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)(3)正比律：入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即＝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．所以，光的折射定律是光从一种介质射向另一种介质中时，在传播过程中遵循的必然规律．3．光路的可逆性如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射，定律中的公式就变为＝，式中i、r分别为此时的入射角和折射角．折射率的定义式中i为真空中光线与法线的夹角，不一定是入射角；r为介质中的光线与法线的夹角，也不一定是折射角．命题视角1光的反射与折射现象一条光线以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°[解析]由＝n>1，得折射角θ2<θ1＝40°，由反射定律得θ3＝θ1＝40°，如图所示，故折射光线与反射光线的夹角φ＝180°－θ3－θ2＝140°－θ2，所以100°<φ<140°.[答案]C命题视角2折射定律如图，一玻璃工件的上半部是半径为R的半球体，O点为球心；下半部是半径为R、高为2R的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC的光线从半球面射入，该光线与OC之间的距离为0.6R.已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．[解析]如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C点反射．设光线在半球面的入射角为i，折射角为r.由折射定律有sini＝nsinr①由正弦定理有＝②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＝③式中L是入射光线与OC的距离．由②③式和题给数据得sinr＝④由①③④式和题给数据得n＝≈1.43.[答案]1.43【通关练习】1．一束光线从空气射向玻璃，入射角为α(发生折射)．下列四幅光路图中正确的是()解析：选A．一束光线从空气射向玻璃，入射角为α，由题意可知光线一定会发生折射，...