光的折射定律.ppt

铅笔怎么“折断”了? 一、光的反射和折射现象 A O B C 实验观察1：折射光线与入射光线的定性关系如何？ 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； ③当入射角变化时，折射角也随着变化。 二、光的折射定律 实验观察2：折射角与入射角有何定量关系？ ④入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数。 i r 空气 玻璃 N N A O B 光的折射定律的是几何光学的重要基础，它的发现过程历经1000多年，是托勒密、开普勒、斯涅耳、笛卡尔、费马等科学家不懈努力的成果。 二、光的折射定律 1、折射定律： （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线、入射光线分居法线两侧． （3） 2、折射光路是可逆的。 入射角的正弦跟折射角的 正弦成正比，如果用n来表 示这个比例常数，就有： 空气 玻璃 N N O 空气 水 N N O A A i r’ i r 讨论交流 从空气射入同种介质时，入射角i改变，折射角r也改变，但是sini与sinr的比值不变。 从空气射入不同种介质时，sini与sinr的比值不同。光线的偏折程度不同。 sini与sinr的比值n反映了介质对光的折射性质。 三、介质的折射率 1、定义 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比n，叫这种介质的折射率 2、理解注意 1）折射率反映介质对光线的偏折能力大小； 2）折射率由介质本身的物质结构及光的颜色决定，光的颜色与光的频率有关，f 越大则n 越大； 3）不同的介质折射率一般不同，真空中介质的折射率为n=1； 4）折射原因：不同介质中光的传播速度不同 光从真空射入任何介质时，都有入射角大于折射角 光从任何介质射入真空时，都有入射角小于折射角 v空气≈c，光从空气射入介质时，sini/ sinr ≈n P64 图4-1-2 几种介质的折射率 观察思考 图4-1-2 观察折射现象 如何从原本不能观察到硬币的位置A处观察到硬币？ 请画出光路图分析其原因。 S1 S2 S3 水中的鱼看起来比实际的浅还是深？ 水中的鱼看树上的鸟呢？ 典型问题2：视深与视高 例2：垂直看杯子，为什么在有水的情况下会变浅？此时视深是多少？ s/ s i α i h H 分析： 设一入射光的入射角i很小 在ΔOAS/中 O A 在ΔOAS中 因为i、α很小， 所以tani = sini tanα=sinα 所以由折射定律 所以 h=H/n 练习2：在平静的水面上方3米处有一只鸟，鸟的正下方有一条鱼，鱼在水面下4米深处，若水的折射率为4/3，则它们看到对方的距离分别是多大？ s/ s h H i α O A 分析： 设一入射光的入射角i很小 在ΔOAS中 在ΔOAS/中 因为i、a很小， 所以tani = sini tanα=sinα 由折射定律 所以 h=nH 小结: (1).在物体的正上方，从空气向介质(折射率为n)中观察,视深度为实深度的1/ n. (2).在物体的正下方，从介质(折射率为n)向空气中观察,视高度为实高度的n倍 典型问题3：光的色散现象P69 白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（光谱） 红光在上端 2、不同色光通过棱镜的后的偏折角度不同，说明棱镜对不同色光的折射率不同，进一步表明不同色光在同一介质中的传播速度不同。 紫光在最下端 实验说明：1、白光是复色光； 棱镜 常用的棱镜是横截面为三角形或者梯形的三棱镜，通常简称为棱镜．另外还有五棱镜、八棱镜等等。 棱镜可以改变光的传播方向，还可以使光发生色散． 一束白光 红→ 橙 →黄 → 绿 → 蓝 →靛 →紫 频率f 传播速度V 折射率n 小结记忆： 波长λ * 光的折射定律与光的反射定律一起，构成了几何光学的两大支柱，在光学的发展史有重要的影响。 * 特殊情况：入射为0 * 两种典型的情况 * 光的颜色由光的频率和波长决定 * 频率f越大, 传播速度V越小, 折射率n越大.