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1、可编辑修改2019-20202019-2020 年高二物理光的折射年高二物理光的折射 人教版人教版【教学目标】1、掌握折射定律；2、理解折射率的概念；3、理解反射与折射的能量分配【重点难点】1、对折射定律、折射率的理解；2、用折射定律分析相关光学现象。【授课时数】2 2 课时课时【教学过程】预习导读一、光的折射1 1、定义、定义:光时发生的现象叫做光的折射。在同一种不均匀媒质中传播时光发生折射现象吗？2 2、图示、图示:如图所示,AO为光线,O为入射点,OB为光线,OC 为光线.1)1)、入射角、入射角:入射光线与法线间的夹角i叫做入射角.2)2)、折射角、折射角:折射光线与法线间的夹角r 叫
2、做折射角.二、光路的可逆性在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。【知识要点】一、折射定律:也称斯涅尔定律（斯涅尔是荷兰数学家）1 1、内容：、内容：(三线共面三线共面)折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内（法线居中）折射光线和入射光线分别位于法线两侧.（正弦成正比）入射角的正弦与折射角的正弦成正比,2 2、数学表达式、数学表达式:即.二、折射率1 1定义：光从定义：光从射入射入时，时，和和之比之比2 2介质的折射率定义式介质的折射率定义式：n=(=)i是中的角度；r 是中的角度三、光路的可逆性在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。如上图中当光由空气进入玻璃，发生折射现象时，即当光由真空
3、或空气进入其它介质时，入射角大于折射角。当一束光沿 CO 入射时，其中一部分光将沿 AO 折射。所以光从某种介质射入真空或空气时，折射角大于入射角。光路反向，此时有：=n1,故 ir。【疑难辩析】一对折射定律的理解:1 1、折射角 r的大小是由入射角 i和介质的折射率 n 所决定的2 2、当入射角 i改变时，折射角 r的改变量大小不等于3 3、折射不仅可能改变光束的传播方向，而且还可能改变光束的性质二介质的折射率的理解任何介质有折射率均大于1（见 p8表）由 v=c/n可知：介质折射率越大，光在其中的速度就越；由折射定律可知：光在折射率较大的介质中光与法线之间夹角较小；三折射成像：发光点发出的
4、光线折射后，折射光线(或反向延长线)相交一点，该点为发光点的像。在折射成像中，只要根据折射定律确定发光点的两条折射光线，即可确定像的位置。四折射不仅可能改变光束的传播方向，而且还可能改变光束的性质【典型例析】【例 1】试证明光线斜射到平行玻璃砖后的出射光线与入射光线平行【例 2】为了从军事工事内部观察外界目标,在工事壁上开一长方形孔.设工事壁厚 d=34.64cm,孔的宽度 L=20cm.孔内嵌入折射率为 n=的玻璃砖,如图所示,试问：精品文档可编辑修改 嵌入玻璃后,工事内部人员观察到外界的视野有多大张角?要想使外界 180范围内的物体全能被观察到,应嵌入折射率为多大的玻璃砖?【例 2】解：（
5、1）最大折射角为，而 sin，即折射角为 30，对应的入射角为 60（2）折射角为 30，要使视野为 180，即折射角为 90，则临界角为 30故折射率为 2【例 3】如图所示，天空中有一只小鸟 B，距水面高为 h1=3m，其正下方距水面深为 h2=4 m处的水中有一条小鱼 A，已知水的折射率为43，则小鸟看水中的鱼距离自己是多少？鱼看小鸟距离自己又是多少？【例 4】如图所示，等腰直角棱镜 ABO的两腰长都是 16cm，为了测定它的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，使两腰与 Ox、Oy 轴重合，从 OB 边的 C 点注视棱 A，发现棱 A 的视位置在 D点，在 C、D 两点插上大头针，得到C 点
6、的坐标(0，12cm)，D 点的坐标(9cm，0)(1)在图中画出光路图；(2)测得该棱镜的玻璃折射率为_ 4/3 _【例 5】如图所示，一不透明的圆柱形容器内装满折射率为的透明液体，容器底部正中央 O点处有一点光源 S，平面镜 MN与底面成 45角放置。若容器高为 2dm，底边半径为，OM=1dm，在容器中央正上方1dm处水平放置一足够长的刻度尺。求光源S 发出的光线经平面镜反射后，照射到刻度尺上的长度。（不考虑容器侧壁和液面的反射）精品文档可编辑修改【例 5】参考解答：作图找出发光点 S在平面镜中的像点 S，连接 SM延长交直尺于 H点，MH沿竖直方向。连接SP，在 RtPRS中，PR=3
7、dm（2分）r=30（3分）由折射定律可得：（3分）解得：i=45（2 分）刻度尺上被照亮的范围QH 1dm 3dm (13)dm（4分）【例 6】如图所示,MN垂直 NP,一束单色光从 MN上的 A 点进入玻璃砖后,又从 NP 上 B点进入空气中,已知入射角 和出射角,求(1)玻璃的折射率；(2)若已知 n=,则 的最小值为多大?【例 6】在 MN面上，设折射角为在 NP面上，设入射角为 in=又有 i+=90由得：sin2sin21 sin cos2n22（2）由得：当90时，最小，此时sin(622)1 22则【基础训练】1.人看到沉在水杯底的硬币，其实看到的是（）A.硬币的实像，其位置
8、比硬币实际所在位置浅B.硬币的实像，其位置即硬币的实际位置C.硬币的虚像，其位置比硬币实际所在位置浅D.硬币的虚像，其位置比硬币实际所在位置深2假如地球的表面上不存在大气层的话，人们观察到的日出时刻与实际存在大气层时相比(精品文档可编辑修改)A不变B提前C推迟D有的地方提前，有的地方推迟3 点光源 S通过带有圆孔的挡板 N,照射到屏 M 上,形成直径为 d的亮圆.如果在挡板靠近光屏一侧放上一块厚玻璃时,如图所示,这时点光源通过圆孔和玻璃在屏上形成直径为 D 的亮圆.直径 D和 d的关系是(A)MMN NS Sd dAdDB.d=DC.dDD.无法判定4.如图所示，a、b、c是三块折射率不同的透
9、明介质平板玻璃，彼此平行放置，且有 nanbnc,一束单色光线由空气中以入射角i射到介质 a 中，当光线由介质 c 射到空气中时，折射角为r，则有()A.irB.i=rC.irD.无法确定5在深为 2 m 的水塘里，竖直插入一根木桩，木桩露出水面部分的长度为0.5m，当阳光与水平面夹角为 60照射到木桩时，木桩在水面上的影子长为多少?木桩在水底的影子又是多长?设河底是水平的.6放在等厚的矩形玻璃砖和半圆形玻璃砖中心处的物体，在垂直往下看时哪个更高？7.在广口瓶中盛满水，如图那样把直尺 AB 紧挨着广口瓶瓶口的 C 点竖直插入瓶内，这时，在直尺对面的 P 点观察水面，能同时看到直尺在水中的部分和
10、露出水面的部分在水中的像，读出你看到的直尺水下部分最低点的刻度 S1以及跟这个刻度相重合的水上部分的刻度 S2的像 S2，量出广口瓶的瓶口内径 d，就能算出水的折射率。这是为什么?请列出计算折射率的公式。7.解这个问题需要将光的反射与折射知识结合起来，在本题中，S2是 S2经水面反射后所成的像，而看到的直尺在水面下最低点的刻度实际上已经是最低点S1经水面折射后所成的像。两刻度重合，实际上是 S2发出的光线经 D 点反射后的反射光线与 S1发出的光线在 D 点折射后的折射光线重合，因此眼睛看起来就会觉得这两个刻度重合。设 S1与 S0之间的距离为 l1,S2与 S0之间的距离为 l2.sini=
11、,sinr=,=,n=.【能力提高】8.如图所示，游泳池宽度 L=15m，左岸边一标杆上装有一 A灯，A灯高 0.5m，在右岸边站立着一人，E点为人眼的位置，人的眼高为 1.5m，水面离岸边的高度为0.5m，此人发现A灯经水面反射所成的像与左岸水面下某处的 B 灯经折射后所成的像重合，已知水的折射率为 1.3，试求 B 灯在水面下多深处?(B 灯在图中未画出)（4.35m）.精品文档可编辑修改9宽为 a 的平行光束从空气斜向射到两面平行的玻璃板上表面，入射角为45，光束中包含两种波长的光，玻璃对这两种波长的光的折射率分别为.（1）求每种波长的光射入上表面后的折射角.（2）为使光束从玻璃板下表面出射时能分成不交叠的两束，玻璃板的厚度为d至少？并画出光路示意图.解：10一个大游泳池，池底水平，池水深 1.2m，有一直杆竖直在池底，浸入水中部分杆长是杆全长的一半，当太阳以水平面夹角 37射到水面时，测得杆在池底的影长为 2.5m，求水的折射率10解：如图所示，入射角 i9053，杆在水面上的影长O1O2AO1cot1.6m已知杆在水底影长为 2.5m，所以 AC2.51.6=0.9m，C 为 O2在水底的投影，所以水的折射率.精品文档