2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 光的折射與全反射 第1講 光的折射定律課件 魯科版選修3-4.ppt

《2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 光的折射與全反射 第1講 光的折射定律課件 魯科版選修3-4.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第4章 光的折射與全反射 第1講 光的折射定律課件 魯科版選修3-4.ppt（36頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4章,光的折射與全反射,,第1講光的折射定律,目標(biāo)定位 1.理解光的折射定律，并能用來解釋和計(jì)算有關(guān)問題. 2.理解折射率的物理意義，知道折射率與光速的關(guān)系. 3.會(huì)依據(jù)光的折射定律作出光路圖. 4.會(huì)用插針法測(cè)定玻璃的折射率,,欄目索引 CONTENTS PAGE,一、折射角與入射角的定量關(guān)系,1光的折射現(xiàn)象：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向會(huì)的現(xiàn)象 2斯涅耳定律(又叫光的折射定律) 入射角的與折射角的 之比是一個(gè)常數(shù),改變,正弦,正弦,3光路可逆性：在光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象中，光路都是 的 4折射率：光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角i的跟折射角r的 的比值

2、n，叫做這種介質(zhì)的折射率,可逆,正弦,正弦,二、折射率的意義,1意義：介質(zhì)的折射率反映了光在介質(zhì)中的 程度折射 率越大，介質(zhì)使光偏離原來傳播方向的程度就越 . 2折射率與光速的關(guān)系：某種介質(zhì)的折射率，等于光在 中的傳播速度c與光在 中的傳播速度v之比，即n .,偏折,大,真空,這種介質(zhì),,三、測(cè)量介質(zhì)的折射 原理：用插針法確定光路，根據(jù)光的 計(jì)算出折 射率 四、對(duì)折射現(xiàn)象的解釋 1現(xiàn)象：水中的物體看起來比實(shí)際要淺 2色散現(xiàn)象 紅光的傳播速度最 ，折射率最 ；紫光的傳播速度最 ，折射率最 .,折射定律,大,小,小,大,一、對(duì)折射率的理解,,1折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性

3、質(zhì)的物理量，其大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定，與入射角、折射角的大小無關(guān),2“相對(duì)折射率”與“絕對(duì)折射率” (1)相對(duì)折射率：光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2時(shí)，入射角1與折射角2的正弦之比叫做介質(zhì)2對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率，通常用n12 表示,(2)絕對(duì)折射率：若介質(zhì)1是真空，則介質(zhì)2相對(duì)真空的折射率叫做該介質(zhì)的絕對(duì)折射率，通常用n表示,3任何介質(zhì)的折射率n都大于1.,4應(yīng)用n 計(jì)算介質(zhì)折射率時(shí)，注意1為真空中的光線與法線夾角，不一定為入射角；2為介質(zhì)中光線與法線的夾角，也不一定為折射角,例1 關(guān)于折射率，下列說法正確的是(),解析介質(zhì)的折射率是一個(gè)反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，由介質(zhì)本身和光的頻率共同決

4、定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)； 由于真空中的光速是個(gè)定值，故n與v成反比是正確的，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，選項(xiàng)C正確； 由于vf，當(dāng)f一定時(shí)，v與成正比，又n與v成反比，故n與也成反比，選項(xiàng)D正確 答案CD,二、測(cè)定玻璃的折射率,1實(shí)驗(yàn)原理：用插針法確定光路，找出跟入射光線相對(duì)應(yīng)的折射光線，用量角器測(cè)入射角1和折射角2，根據(jù)折射定律計(jì)算出玻璃的折射率n,2實(shí)驗(yàn)器材：兩面平行的玻璃磚，方木板，白紙，圖釘(若干)，大頭針?biāo)拿叮背?，量角器，鉛筆,3.實(shí)驗(yàn)步驟：(1)如圖1所示，將白紙用圖釘釘在方木板上 (2)在白紙上畫出一條直線aa作為界面(線)， 過aa上的一

5、點(diǎn) O畫出界面的法線NN，并畫一條線段AO 作為入射光線 (3)把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa對(duì)齊， 畫出玻璃磚的另一邊bb.,圖1,(4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3本身及P1、P2的像，記下P3、P4的位置 (5)移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線OB與bb交于O，直線OB就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向,(6)連接OO，入射角1AON，折射角2OON，用量角器量出1和2，從三角函數(shù)表

6、中查出它們的正弦值，把這些數(shù)據(jù)記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中 (7)用上述方法測(cè)出入射角分別為30、45、60時(shí)的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中,4注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上位置不可移動(dòng) (2)不能用手觸摸玻璃磚光潔面，更不能把玻璃磚當(dāng)尺子用 (3)大頭釘應(yīng)豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差 (4)實(shí)驗(yàn)中入射角不宜過小，否則會(huì)使測(cè)量誤差大，也不宜 過大,(5)本實(shí)驗(yàn)中如果采用的不是兩面平行的玻璃磚，而是采用三棱鏡、半圓形玻璃磚等，那么只是出射光和入射光不平行，同樣能測(cè)出折射率,例2 用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率

7、的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖2所示,圖2,(1)在本題的圖上畫出所需的光路； (2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是________，________，在圖上標(biāo)出它們； (3)計(jì)算折射率的公式是________,,解析 (1)如圖所示，畫出通過P1、P2的入射光線，交AC面于O，畫出通過P3、P4的出射光線交AB面于O.則光線OO就是入射光線P1P2在三棱鏡

8、中的折射光線 (2)在所畫的圖上注明入射角1和折射角2，并 畫出虛線部分，用量角器量出1和2(或用直尺測(cè)出線 段EF、OE、GH、OG的長度),三、光的折射定律的應(yīng)用,解決光的折射問題的基本思路： 1根據(jù)題意畫出正確的光路圖 2利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角,例3如圖3所示，一透明介質(zhì)制成的直角三棱鏡，頂角A30，一束光由真空垂直射向AC面，經(jīng)AB面射出后的光線偏離原來方向15.已知光在真空中的傳播速度為c.求： (1)該介質(zhì)對(duì)光的折射率； 解析光路圖如圖所示，由幾何關(guān)系可得，光在AB面上的折射角為45，根據(jù)折射定律n ，得n

9、 .,(2)光在該介質(zhì)中的傳播速度,例4如圖4，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，A30，AC平行于光屏MN，與光屏的距離為L，棱鏡對(duì)紅光的折射率為n1，對(duì)紫光的折射率為n2.一束很細(xì)的白光由棱鏡的側(cè)面AB垂直射入，直接到達(dá)AC面并射出畫出光路示意圖，并標(biāo)出紅光和紫光射在光屏上的位置，求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離,圖4,解析 光路如圖所示紅光和紫光在AC面上的入射角相同，設(shè)為i，折射角分別為r1和r2，它們射到屏上的位置離O點(diǎn)的距離分別為d1和d2.由折射定律得 n1sin isin r1 n2sin isin r2 由幾何關(guān)系得iA d1Ltan r1 d2Ltan r2,聯(lián)立式并

10、利用題給條件得，紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離為,1光從真空射入某介質(zhì)，入射角1從零開始增大到某一值的過程中，折射角2也隨之增大，則下列說法中正確的是(),對(duì)折射率的理解,,答案BC,測(cè)定玻璃的折射率,2.某同學(xué)由于沒有量角器，他在完成了光路圖后，以O(shè)點(diǎn)為圓心，10 cm為半徑畫圓，分別交線段OA于A點(diǎn)，交線段OO的延長線于C點(diǎn)，過A點(diǎn)作法線NN的垂線AB交NN于B點(diǎn)，過C點(diǎn)作法線NN的垂線CD交NN于D點(diǎn)，如圖5所示用刻度尺量得OB8 cm，CD4 cm，由此可得出玻璃的折射率n________.,圖5,答案1.5,光的折射現(xiàn)象,3一束由紅、紫兩色組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡分離成兩束單色光的是(),解析復(fù)色光在界面折射就分成兩束光，且紫光由于折射率較大，偏折較多，能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡分離成兩束單色光的是圖B. 答案B,光的折射定律的應(yīng)用,,圖6,由AOB為等腰三角形，則i2r1. 由幾何關(guān)系知r1160，i22r2，又由圖 知，3是出射光線相對(duì)于入射光線的偏折角，且 312.聯(lián)立以上各式解得360，即第一次從玻璃球射出的光線與入射光線的夾角為60. 答案與入射光線的夾角為60,