4.1光的折射 高中物理.pptxVIP

第1节光的折射;光现象与我们的生活密不可分,如图所示,插入水杯中的筷子“弯曲”了,雨后马路上积水表面的油膜呈现出五颜六色,家用宽带用光纤送入……这一章我们将从光的反射、折射开始,学习光的干涉、衍射、激光的特性及应用等知识。;知识点1光的反射与折射;光的反射和折射;思考1.反射现象和折射现象中,光分别是在几种介质中传播?;反射定律:

在光的反射现象中,反射光线、入射光线和法线在同一平面内,

且反射光线与入射光线分别位于法线的两侧,反射角等于入射角。;折射定律

折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即

说明：n12比例常数，与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。;【问题】一束光从空气射向某介质,在界面上同时发生了反射和折射现象,某同学画出的光路如图所示。由于该同学没有标注光线的传播方向,只是知道两根相互垂直的虚线,一个表示界面、一个表示法线,请你帮他确定入射光线、反射光线和折射光线。;【问题】(1)我们能不能说光从一种介质射入另一种介质时光的传播方向一定发生改变?为什么?

(2)我们能不能说光从一种介质射入另一种介质时光的传播速度一定发生改变?为什么?;知识点2折射率;思考4.如果我们把真空当作一种介质来看待,真空的折射率是多大?;【点睛】

在光的折射中，注意光线偏折的方向：如果光线从折射率小的介质射向折射率大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)．;【点睛】;【点睛】;【点睛】;例1：如图所示的装置可以测量棱镜的折射率。ABC表示待测直角棱镜的横截面,棱镜的顶角为α,紧贴直角边AC放置一块平面镜。一光线SO射到棱镜的AB面上,适当调整SO的方向,当SO与AB成β角时,从AB面射出的光线与SO重合。

(1)画出光线SO进入棱镜的折射光线;

(2)求出棱镜的折射率n。;【解析】

(1)光路如图所示。

(2)入射角i=90°-β,

要使从AB面射出的光线与SO重合,

则AB面上折射光线必须与AC面垂直,

由几何知识得到,折射角r=α

由折射定律得:。

答案:(1)见解析图(2);【解析】(1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1,到P点的水平距离为x2;桅杆高度为h1,P点处水深为h2;激光束在水中与竖直方向的夹角为θ。由几何关系有 ①

由折射定律有sin53°=nsinθ ③

设桅杆到P点的水平距离为x,则x=x1+x2 ④

联立①②③④式并代入题给数据得：x=7m ⑤ ;(2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为45°时,从水面出射的方向与竖直方向夹角为i′,由折射定律有sini′=nsin45° ⑥

设船向左行驶的距离为x′,此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为x1′,到P点的水平距离为x2′,则x1′+x2′=x′+x ⑦

⑧

⑨;例3：如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“?”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点作AB边的垂线交直线DF于E;DE=2cm,EF=1cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射);【解析】作出光路如图所示

据折射定律

由于DE=2cm,∠FDA=30°

因此EH=1cm,

则据几何关系可知OD∥BC,

因此β=30°,θ=60°,解得三棱镜的折射率n=。

答案:;解决光的折射问题的常规思路和两类典型问题

1．常规思路

(1)根据题意画出正确的光路图．

(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线的夹角．

(3)利用折射定律、折射率公式列式求解．;3．玻璃砖对光的折射问题

常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖．对于半圆形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图甲所示，光线只发生一次偏折．对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移．;特别提醒：

画光路图时应注意的问题：

(1)光路是可逆的．

(2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上．

(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折．;知识点3测量玻璃的折射率;实验过程

一、实验步骤