13.1光的折射学习目标1.了解介质的折射率与光速的关系;2.掌握光的折射定律;3.掌握介质的折射率的概念。学习过程活动一:了解光学发展史1.根据研究目的的不同,光学可以分为两大支:光学和光学。2.关于光的本质,一种是微粒说(代表人物是牛顿),认为光是从光源发出的一种微粒,在均匀的介质中以一定速度传播;另一种是波动说(代表人物是惠更斯),认为光是在空间传播的某种波。这两种说法都是片面的。3.光的干涉和衍射说明光是一种波(电磁波,也是概率波),但不是惠更斯认为的机械波,光电效应现象和康普顿效应现象说明了光具有粒子性,但也不是牛顿等人认为的那种微粒。活动二:理解折射定律1.折射定律:折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用来表示这个比例常数,就有n12=,这就是光的折射定律,也叫定律。课本P68实验演示还告诉我们:在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配情况:我们可以得出结论:随入射角的增大,反射光线的能量比例逐渐,而折射光线的能量比例逐渐。如果使光线逆着原来的折射光线到界面上,折射光线就射出,这就是说,在折射现象中光路是的。(在反射现象中,光路同样是)2.折射率及其理解光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是的。这个常数n跟介质关系,是一个反映物理量,我们把它叫做介质的。(1)折射率定义式:式中各个字母表示的物理量:1(2)说明:折射率无单位,任何介质的绝对折射率不能小于1,记住水的折射率为1.33(约为),玻璃的折射率一般约为1.50。(3)某种介质的折射率只和这种介质有关,而与入射角及折射角无关。[当堂训练]例1.光线从空气射入折射率为n=的介质中,反射光线恰好垂直于折射光线,则入射角是多少?(4)光疏介质和光密介质(见课本P68)例2.光从介质1进入介质2时,反射角是400,折射角是450,则1、2两介质相比较谁是光密介质?。3.介质的折射率与光速的关系:理论和实验的研究都证明:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的之比。表达式:n=思考:光在光疏介质中传播速度快还是在光密介质中传播速度快?例3.光在某介质中传播的速度是2.122×108m/s,当光线以300入射角,由该介质射入空气时,折射角是多少?例4.空中有一只小鸟,距水面3米,在其正下方距水面4米深处水中有一条鱼,已知水的折射率为,则鸟看水中的鱼离它米,鱼看天上的鸟离它米。2解题感悟:若水的折射率为n,从水面上在鱼的正上方看鱼,视深与实际深度的关系:d=D从水中在鸟的正下方向上看鸟,视高与实际高度的关系:h=H活动三:插针法测定玻璃的折射率1.实验原理:如图所示,当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O/B,从而画出折射光线OO/,量出折射角θ2,再根据算出玻璃的折射率。2.实验器材:一块玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角器(或圆规、三角板),刻度尺,激光笔,铅笔等。3.实验步骤:4.想想看:实验中的注意事项有哪些?3