高中物理 第4章 光的折射与全反射 第1讲 光的折射定律学案 鲁科版选修3-4-鲁科版高二选修3-4物理学案VIP免费

第1讲光的折射定律[目标定位]1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系.3.会依据光的折射定律作出光路图.4.会用插针法测定玻璃的折射率．一、折射角与入射角的定量关系1．光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变的现象．2．斯涅耳定律(又叫光的折射定律)入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数．即＝n.3．光路可逆性：在光的反射现象和折射现象中，光路都是可逆的．4．折射率：光从真空(或空气)射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦的比值n，叫做这种介质的折射率．二、折射率的意义1．意义：介质的折射率反映了光在介质中的偏折程度．折射率越大，介质使光偏离原来传播方向的程度就越大．2．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与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝.三、测量介质的折射率原理：用插针法确定光路，根据光的折射定律计算出折射率．四、对折射现象的解释1．现象：水中的物体看起来比实际要浅．2．色散现象红光的传播速度最大，折射率最小；紫光的传播速度最小，折射率最大．一、对折射率的理解1．折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．2．“相对折射率”与“绝对折射率”(1)相对折射率：光从介质1射入介质2时，入射角θ1与折射角θ2的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n12表示．＝n12(2)绝对折射率：若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率叫做该介质的绝对折射率，通常用n表示．3．任何介质的折射率n都大于1.4．应用n＝计算介质折射率时，注意θ1为真空中的光线与法线夹角，不一定为入射角；θ2为介质中光线与法线的夹角，也不一定为折射角．例1关于折射率，下列说法正确的是()A．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B．根据＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C．根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与波长成反比解析介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错；由于真空中的光速是个定值，故n与v成反比是正确的，这也说明折射率与光在该介质中的光速是有联系的，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确．答案CD二、测定玻璃的折射率1．实验原理：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θ1和折射角θ2，根据折射定律计算出玻璃的折射率n＝.2．实验器材：两面平行的玻璃砖，方木板，白纸，图钉(若干)，大头针四枚，直尺，量角器，铅笔．3.图1实验步骤：(1)如图1所示，将白纸用图钉钉在方木板上．(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本身及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θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′，用量角器量出θ1和θ2，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．(7)用上述方法测出入射角分别为30°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中．(8)算出不同入射角下的正弦比值，最后求出在几次实验中比值的平均值，即为玻璃砖的折射率．4．注意事项(1)实验中，玻璃砖在纸上位置不可移动．(2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用．(3)大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路...