人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光 1 光的折射.ppt

探究点二对折射率的理解导学探究下表是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射时得到的实验数据,请在表格基础上思考以下问题:入射角i折射角r10°6.7°1.491.4920°13.3°1.501.4930°19.6°1.531.4940°25.2°1.591.5150°30.7°1.631.5060°35.1°1.711.5170°38.6°1.811.5180°40.6°1.971.51(1)随着入射角的增大,折射角怎样变化?(2)当入射角与折射角发生变化时,有没有保持不变的量?要点提示(1)折射角增大。(2)在误差允许的范围内,保持不变。知识归纳1.折射率的含义:(1)当光由真空射入某种介质时,入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的,但入射角与折射角正弦值的比值是一个常数,即介质的折射率。(2)不同介质具有不同的常数,说明折射率反映了该介质的光学特性。2.折射率与光速的关系:(1)光在介质中的传播速度v跟介质的折射率n有关,即。(2)由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v,所以任何介质的折射率n都大于1。3.决定因素:(1)由介质本身及光的性质共同决定,不随入射角、折射角的变化而变化。(2)同一介质对不同颜色的光的折射率不同,按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺序依次增大。应用体验【例2】将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置,过装置中心轴线的截面如图所示,上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体,下部为导光管,两部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度h=R范围内的光束平行于PQ射入后,能直接通过PQ面进入导光管(不考虑集光球内表面的反射),求该材料的折射率。解析由于不考虑集光球内表面的反射,所以最上面的一束光线的光路图如图所示方法技巧解决折射率问题的注意点(2)所有介质的折射率都大于1。对点演练2.光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108m/s)(1)画出折射光路图;(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度大小;(3)当入射角变为45°时,折射角的正弦值是多大?(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?解析(1)由题意知入射角θ1=60°,反射角θ=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,光路图如图所示。(4)折射率不会变化,折射率由介质和入射光线的频率决定,跟入射角的大小无关。学以致用·随堂检测全达标12341.(折射定律的理解、光路图)光由空气射入半圆形玻璃砖,再由玻璃砖射入空气,O点是半圆形玻璃砖的圆心,下列情况可能发生的是()D解析光线在圆心处发生反射和折射,B、C错误;当光从空气进入玻璃后,折射角小于入射角,当光从玻璃进入空气后,折射角大于入射角,A错误,D正确。12342.(折射率的理解)关于折射率,下列说法正确的是()C解析某种介质的折射率只与介质本身有关,与角度无关,选项A错误;介质的折射率都大于1,选项B错误;由可知,选项C正确,D错误。12343.(折射定律在生活中的应用)(2023湖北襄阳高二期中)如图所示,两个并排而且深度相同的水池,一个装水,另一个未装水,在两池的中央各竖立着一根长度相同而且比池深略高的标杆。在同一时刻,当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子,下列说法正确的是()A.两池中标杆影子长度相同B.装水的池中标杆影子较长C.未装水的池中标杆影子较长D.不能确定哪个影子较长C解析未装水时,因光沿直线传播,光从杆顶照射到池底的P点,而装水时,光沿直线传播,从杆顶照射到水面时发生折射,由于折射角小于入射角,故照射到池底的Q点,如图所示,可知未装水的池中标杆影子较长,故选C。123412344.(折射定律的应用、折射率的计算)(多选)如图所示,光在真空和某介质的界面MN上发生偏折,那么下列说法正确的是()A.光是从真空射向介质B.介质的折射率约为1.73C.光在介质中的传播速度约为1.73×108m/sD.反射光线与折射光线成60°角BC解析因为折射角大于入射角,所以光是从介质射向真空的,选项A错误;据折射率公式,所以折射率约为1.73,选项B正确;再由折射率,代入数据得传播速度约为1.73×108m/s,选项C正确;反射光线与折射光线成90°角,选项D错误。123