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1、高二光的折射本讲稿第一页，共二十七页 当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和折射现象当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和折射现象是怎样的？是怎样的？本讲稿第二页，共二十七页实验演示实验演示 结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发生反射，结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发生反射，回到空气中；另一部分光射入玻璃中，并改变了原来的传播方回到空气中；另一部分光射入玻璃中，并改变了原来的传播方向向 光从一种介质射入到另一介质时传播方向光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射发生改变的现象，叫做光的折射ir空气空气玻璃玻璃NNAOBi入射光线和法线
2、的夹角入射光线和法线的夹角入射角入射角r折射光线和法线的夹角折射光线和法线的夹角折射角折射角本讲稿第三页，共二十七页折射定律折射定律12空气空气玻璃玻璃NNAOB 在初中已经学过，折射光线跟在初中已经学过，折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线位于法线的两侧，射光线和入射光线位于法线的两侧，但是，入射角和折射角之间究竟有但是，入射角和折射角之间究竟有什么定量关系呢？什么定量关系呢？16211621年，荷兰数年，荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的规律折射角之间的规律斯斯涅涅耳耳现在现在,我们就来通过实验我们就
3、来通过实验,追寻前人的追寻前人的足迹足迹,一起探究入射角和折射角之一起探究入射角和折射角之间的定量关系间的定量关系.动画1动画2本讲稿第四页，共二十七页1 1、折射定律：、折射定律：（1 1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内）折射光线、入射光线、法线在同一平面内（2 2）折射光线，入射光线在法线两侧）折射光线，入射光线在法线两侧（3 3）ir空气玻璃NNAOB入射角的正弦跟折射角的入射角的正弦跟折射角的正弦成正比正弦成正比，如果用如果用n来表来表示这个比例常数，就有：示这个比例常数，就有：光的折射定律（斯涅耳定律）光的折射定律（斯涅耳定律）本讲稿第五页，共二十七页折射率折射率 光从真空射入
4、某种介质时，虽然入射角的正弦跟折光从真空射入某种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数射角的正弦之比为一常数n n，但是对不同的介质来说，这，但是对不同的介质来说，这个常数个常数n n是不同的，它是一个反应介质光学性质的物理量，是不同的，它是一个反应介质光学性质的物理量，物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时，入射角与折射角的正弦之比与折射角的正弦之比n n，叫做这种介质的折射率，叫做这种介质的折射率:几种常见物质的折射率物质折射率物质折射率空气1.0028有机玻璃有机玻璃1.50冰1.31水晶1.55水1.33玻璃1.5-1.9酒
5、精1.36金刚石2.42本讲稿第六页，共二十七页推广:既然 由介质决定,即意味着当光从介质沿r角返回时,必以i角射回真空(空气)中,与原光路重合,ir空气空气水水所以,光路是可逆的.本讲稿第七页，共二十七页思考:为什么光从真空(空气)进入某种介质时,传播方向会发生改变?是什么因素导致了这种方向的变化?类比1:机械波从一种介质进入另一种介质时传播方向也发生了改变，这是因为机械波在不同介质中的传播速度不同引起的,规律:类比2:线轴从平滑桌面滚入粗糙区域时,前进方向发生改变.这是因为线轴在不同介质上的滚动速度不同导致的.速率差距越大,偏转程度越大.猜想:光的折射现象也是因为光在不同介质中传播速度不同
6、引起的.且规律同上.本讲稿第八页，共二十七页材料展示:光在不同介质中的传播速度:真空:3.0 x 10*8 m/s 空气:2.99 x 10*8 m/s水:2.25 x 10*8 m/s 玻璃:2.00 x 10*8 m/s 几种常见物质的折射率物质折射率物质折射率空气1.0028有机玻璃有机玻璃1.50冰1.31水晶1.55水1.33玻璃1.5-1.9酒精1.36金刚石2.42由计算可知:本讲稿第九页，共二十七页 所以，光的折射现象是光在介质中传播时速度的变化引起的所以，光的折射现象是光在介质中传播时速度的变化引起的.某种介质的绝对折射率某种介质的绝对折射率:光从真空中进入这种介质时光从真空
7、中进入这种介质时:介质2对介质1的相对折射率:光从介质 1进入介质2时,本讲稿第十页，共二十七页问题：问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？的折射率测出来？实验：测玻璃砖的折射率实验：测玻璃砖的折射率本讲稿第十一页，共二十七页思考:若画图时不小心将bb上移小距离,是否会影响到折射率n?本讲稿第十二页，共二十七页生活中的折射现象1)水底的硬币2)铅笔插入水杯中3)三棱镜的色散本讲稿第十三页，共二十七页棱镜的作用:A、使侧面入射的光向底面偏折。、使侧面入射的光向底面偏折。B、射出
8、光线的偏折角与折射率，顶角和入射出光线的偏折角与折射率，顶角和入射角有关。射角有关。棱镜可以改变光的传播方向棱镜可以改变光的传播方向本讲稿第十四页，共二十七页一束白光经过棱镜后会发生什么现象一束白光经过棱镜后会发生什么现象?白光经过白光经过棱镜后在光棱镜后在光屏上形成一屏上形成一条彩色的亮条彩色的亮带（带（光谱光谱）红光在上端，紫光在最下端.同种介质对不同频率的光的偏折角度不同；同种介质对不同频率的光的折射率不同白光实际上是由各种单色光组成的复色光.本讲稿第十五页，共二十七页光的色散色散色散 A、复色光在介质中由于折射率不同而分解成单、复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的现象叫做光的色
9、光的现象叫做光的色散色散。B、色散的原因：、色散的原因：C、光谱：、光谱：色散时产生的（色散时产生的（按一定顺序排列的按一定顺序排列的）彩色光带叫做光谱。彩色光带叫做光谱。同一介质对不同色光的折射率不同。同一介质对不同色光的折射率不同。本讲稿第十六页，共二十七页 色光物理量公式红橙黄绿蓝靛紫频率 f小 -大偏向角小 -大绝对折射率 n n=c/v小 -大同一介质中的速度 v n=c/v大 -小同一介质中的波长 =v/f大 -小真空中的速度相等真空中的波长 =c/f大 -小本讲稿第十七页，共二十七页应用应用1 1：人在水上看到物人在水上看到物体的像，比实际物体体的像，比实际物体位置偏上，感觉水比
10、位置偏上，感觉水比较浅。较浅。从上向下看从上向下看,本讲稿第十八页，共二十七页 假设地球表面不存在大气层假设地球表面不存在大气层,那么人们那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比比,A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后C.C.在某些地区将提前在某些地区将提前,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 D.D.不变不变应用应用2 2：本讲稿第十九页，共二十七页本讲稿第二十页，共二十七页本讲稿第二十一页，共二十七页有大气，看到太阳更早有大气，看到太阳更早没有大气，将迟一些看到没有大气，将迟一些看到太阳太阳本讲稿第二十二页，共二十七页 例：光线以例：光线以
11、3030的入射角从玻璃射向空气，它的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成的反射光线与折射光线成90 90 夹角，则玻璃的夹角，则玻璃的折射率为折射率为？ri玻璃玻璃空气空气 本讲稿第二十三页，共二十七页 光在某种介质中的传播速度是光在某种介质中的传播速度是2.122108m/s，当光线以，当光线以30入射角由该介质入射角由该介质射入空气时，折射角为多少？射入空气时，折射角为多少？例：例：45本讲稿第二十四页，共二十七页irir例：光线从空气中以入射角例：光线从空气中以入射角i射在玻璃射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向。单色光经玻璃砖单色光经玻璃砖后，侧移而传播后，侧移而传播方向不变方向不变本讲稿第二十五页，共二十七页小结:1)光的折射定律:2)光的折射现象:色散3)玻璃砖的折射率的测定作业:课本79面:1题 3题 4题本讲稿第二十六页，共二十七页本讲稿第二十七页，共二十七页