选修3-4_13.1_光的反射和折射.ppt

13.1光的反射和折射 光射到界面时，能进入另一种介质，同时又回到原来的介质。这样的现象分别叫光的折射和反射 * θ1 θ2 空气 水 折射光线 入射光线 反射光线 光的反射和折射 判断入射、折射、反射光线、法线、界面？ * 平面镜 入射光线 反射光线 法线 入射角 反射角 1.光的反射：光射到介质1、介质2的界面时，一部分光返回到介质1的现象 （1）反射光线、入射光线、法线共面 （3）反射光线、入射光线关于法线对称 （2）反射角等于入射角（光线与法线的夹角） O A B （4）光路可逆：沿原来的反射光线入射，将沿原来入射光线射出 * （1） 折射光线、入射光线、法线在同一平面内. （2） 折射光线和入射光线分居法线两侧 二、光的折射 1.定义：光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象 θ1 θ2 空气 水 折射光线 入射光线 2. 规律 （3）当入射角增大时，折射角也随着增大 （4）光路可逆：沿原来的折射光线入射，将沿原来入射光线射出 * 当光从空气（光疏介质）斜射入水中（光密介质）时，折射角小于入射角 当光从水（光密介质）斜射入空气（光疏介质），折射角大于入射角 空气 水 思考；入射角、折射角大小关系静与介质的关系 ？ * 入射角 折射角 θ1 / θ2 sinθ1/sinθ2 光由空气射入玻璃时入射角θ1和出射角θ2的数值表: 1.49 1.53 1.59 1.63 1.97 分析表格数据思考：入射角和折射角有什么定量关系呢？ 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51 300 19.60 400 25.20 500 30.70 800 40.60 150 13.40 50 6.70 100 10.10 200 16.70 1.49 1.49 1.50 1.49 1.49 1.49 1 2 5 6 7 8 3 4 入射角正弦和折射 角正弦比值相等 = C 斯涅耳定律 * 思考：入射角的正弦与折射角的正弦的比为常数，它跟什么因素有关呢？ 光传播所通过的物质（介质） 威里布里德·斯涅耳简介　　 威里布里德·斯涅耳（1591-1626），荷兰数学家和物理学家，曾在莱顿大学担任数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律，使几何光学的精确计算成为了可能。折射定律（也称斯涅耳定律）是从实验中得到的，未做任何的理论推导，虽然正确，但却从未正式公布过。只是后来惠更斯和伊萨克．沃斯两人在审查他遗留的手稿时，才看到这方面的记载。 　　首次把折射定律表述为今天的这种形式的是笛卡儿，他没做任何的实验，只是从一些假设出发，并从理论上推导出这个定律。笛卡儿在他的《屈光学》（1637）一书中论述了这个问题。 　　折射定律是几何学的最重要基本定律之一。斯涅耳的发现为几何光学的发展奠定了理论基础，把光学发展往大大的推进了一步。 * 4.说明：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介质，n是定值 (2)折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1(n1)（原因呢？）（动摩擦因数值特点呢？） sini sinr n= 2.定义式 三、折射率 1. 定义：光从真空射入某种介质时，入射角i与折射角r的正弦比值，叫做该介质的绝对折射率n，简称折射率。 3.决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比： n= c v * 5.几种介质的折射率(比较密度） 介质 折射率 金刚石 2.42 二氧化碳 1.63 真空折射率 = 1 介质 折射率 岩盐 1.55 酒精 1.36 水晶 1.55 玻璃 1.5-1.8 水 1.33 空气 1.00028 6. 意义：反映介质对光的偏折能力的大小 7.折射原因：光在不同介质中的速度不同 * 问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射到平行玻璃砖的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？ 四、学生实验：测玻璃砖的折射率 * 1、原理：折射定律 2、方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。 空气 玻璃 i=? r=? 界面 法线 3、实验器材：玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器 * （1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上） Ｏ Ｂ Ｃ Ｄ （2）在白纸上画一条线aa’作为界面，过aa’上的一点O（作为入射点）画法线N’N,并画AO作为入射光线 （3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与aa’对齐（确保O为实际入射点） ，确定（如何确定，联想验证平行四边形定则实验中记录力的方向）玻璃砖的另一界面bb’ （确保出射点准确） 步骤（边听边模仿） * （6）连接OO’，入射角i=∠AON’,折射角r＝ ∠NOO’， 用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中