高中物理 第四章 光 第一节 光的折射定律学案（含解析）粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第一节光的折射定律学习目标重点难点1．能记住折射定律的内容，会分析光的折射现象，会计算相关的光的折射问题．2．能记住折射率的定义及其与光速的关系，会计算相关问题．3．能记住折射现象中光路是可逆的，会分析相关的问题．重点：1．对折射定律的理解和相关问题的分析与计算．2．对折射率的理解和相关计算．难点：1．用惠更斯原理解释折射定律．2．光发生折射的原因．一、光的折射1．折射现象光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．3．光路可逆性在折射现象中，光路是可逆的．预习交流1当光线垂直地射到两种介质的界面时（此时的入射角为0°），其传播方向改变吗？这个现象说明了什么？（两种介质均为透明介质）答案：不改变．这个现象说明：光线从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，才发生折射现象，如果光线垂直入射，传播方向不改变，即不发生折射．二、折射率1．定义光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率，用n表示，n＝．2．物理意义表示介质光学性质的物理量．3．折射率与光速的关系介质的折射率等于光在真空中的速度与在该介质中的速度之比．即n＝．预习交流2站在湖边，我们可以看到一群群小鱼在清清的湖水中游来游去，追逐嬉戏，试用光的折射的知识分析鱼的实际位置是否是在我们看到的位置？说明理由．答案：不是．设点S表示鱼所在的实际位置，则点S发出的光线射到水和空气的分界面处要发生折射，由S点发出的入射光线对应的折射光线的反向延长线交于一点S′，S′即为S的虚像点，由S点发出的任意两条入射光线对应的折射光线的反向延长线的交点，即可确定S′的位置，如图所示，由图可知S点在其虚像点S′的下方．一、光的折射1．当光发生折射时，反射情况同时存在吗？1答案：一定同时存在．2．入射光线、反射光线、折射光线和法线一定在同一平面吗？答案：一定在同一平面内．3．在光发生折射时，光的传播方向一定要发生变化吗？答案：一定变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向不发生变化．此时，光未发生折射．4．我们是否可以推测：光是一种波，我们常说的“光线”就是光波的波线？答案：光是一种波，即光波．我们常说的“光线”就是光波的波线．5．如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒，这时能看到筒底上的什么位置？向筒内逐渐加满某种液体，保持观察点位置不变，在此过程中能看到的筒底上的位置有何变化？发生这种现象的原因是什么？答案：观察空筒时，光是沿直线传播的，能看到的筒底上的位置在与S、A共线的B点．向筒内加入液体后，筒底上某点发出的光线在液体和空气的分界面处发生折射，如图所示．由光路可逆知，能看到的位置逐渐右移．一束光线与水平方向成30°，从空气射入水中，其反射光线和折射光线恰好垂直，则反射角和折射角各为（）．A．30°30°B．60°60°C．60°30°D．30°60°答案：C解析：我们可以根据题意画一简单的光路图，根据题中条件可知入射角为60°，则反射角为60°，由反射光线和折射光线的垂直关系可知折射角为30°．1．在折射现象中，光路是可逆的．2．垂直界面入射的光线不发生折射．3．发生折射的根本原因是光在两种介质中的传播速度不同．二、折射率1．当光由真空射入水中时，折射角随入射角的增大而增大，其正弦之比也随之增大吗？答案：对于确定的介质，虽有折射角随入射角的增大而增大的事实，但入射角与折射角的正弦之比（即介质的折射率）是不变的．2．折射率的定义式n＝，而＝，其中θ1一定是入射角，θ2一定是折射角吗？答案：不一定，但θ1一定是光在真空中光线与法线的夹角，θ2是光在介质中光线与法线的夹角．3．任何介质的折射率都一定大于1吗？为什么呢？2答案：一定，由n＝知，任何介质的速度不能大于光速，最大只能接近于光速，故任何介质的折射率都大于1．4．不同介质折射率不相同，而它们的密度也往往不同，那么介质的折射率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越大，其折射率就越大...