高中物理《光的折射》课件八（49张PPT）

欢迎进入物理课堂 海市蜃楼 光 光到底是什么 17世纪明确形成了两大对立学说 牛顿 惠更斯 微粒说 波动说 19世纪初证明了波动说的正确性 由于波动说没有数学基础以及牛顿的威望使得微粒说一直占上风 19世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在20世纪初提出了光子说 光具有粒子性 这里的光子完全不同于牛顿所说的 微粒 光的本性 光既具有波动性 又具有粒子性 光 的 折 射 第一节 光从一种介质射到它和另一种介质的分界面时 一部分光返回到这种介质中的现象叫做光的反射 而光进入第二种介质的现象叫做光的折射 光从一种介质射向另一种介质时 会发生什么现象 1 光的反射 光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时 一部分光返回到第1种介质的现象 1 反射光线 入射光线和法线同平面 2 反射光线和入射光线分居法线两侧 3 反射角和入射角相等 光路可逆 O A B 一 光的反射 2 光的反射定律 1 2 折射光线 入射光线 反射光线 i 折射角 入射角 反射角 光从一种介质进入另一种介质时 传播方向发生改变的现象 二 光的折射 光的折射遵循什么规律 光的折射定律 折射光线 入射光线 法线在同一平面内 折射光线和入射光线分居法线两侧 入射角 折射角有什么关系呢 当光从空气斜射入水或玻璃中时 折射角小于入射角 当入射角增大时 折射角也随着增大 当光从水或玻璃斜射入空气中时 折射角大于入射角 1 49 13 3 20 1 49 6 7 10 sin 1 sin 2 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 斯涅耳 人类经历了一千多年的时间 从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系 1 折射光线 入射光线 法线在同一平面内 2 折射光线 入射光线在法线两侧 3 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比 如果用n12来表示这个比例常数 就有 光的折射定律 斯涅耳定律 折射光路是可逆的 Sini sinr1 511 501 501 501 501 501 501 50 入射角i1020304050607080 折射角r6 613 219 525 430 735 338 841 1 玻璃 水 折射角r7 514 922 128 935 240 64547 8 Sini sinr1 331 331 331 331 331 331 331 33 金刚 折射角r4 18 111 915 418 52122 924 Sini sinr2 422 432 422 422 412 422 412 42 可看出 入射角与折射角的正弦之比相等 但比值不同 物理学中把光从真空射入某种介质发生折射时 入射角与折射角的正弦之比n 叫做这种介质的折射率 物理意义 反映介质对光的偏折能力大小的物理量 能显示介质的光学性质 由介质本身决定 与入射角和折射角无关 光在不同介质的速度不同 光发生折射的原因 折射率 1 折射率 绝对折射率 是光从真空 或空气 射入某种介质中时的折射率 2 n的大小与介质有关 与i和r无关 对于确定的介质 n是定值 不能说n sini或n 1 sinr 3 折射率无单位任何介质的折射率 绝对折射率 皆大于1 说明 几种介质的折射率 金刚石2 42二流化碳1 63玻璃1 5 1 9水晶1 55 岩盐1 55酒精1 36水1 33空气1 00028 1 下面哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况 A B C D 答案 C 空气 玻璃 五 练习 例1光在某介质中的传播速度是2 122 108m s 当光线以30 入射角 由该介质射入空气时 折射角为多少 45度 例2光线从空气射入甲介质中时 入射角i 45 折射角r 30 光线从空气中射入乙介质中时 入射角i 60 折射角r 30 求光在甲 乙两种介质中的传播速度比 线 则入射角约为多少 i 60 例1 如图所示 玻璃三棱镜ABC的顶角A为30 一束光线垂直于AB面射入棱镜 由AC面射出进入空气 测得出射光线与入射光线间的夹角为30 则棱镜的折射率为 解析 如图所示 光线自AB边进入棱镜时方向不变 从AC边射出时入射角为30 折射角为60 所以 第二课时 解释现象 观察水中的物品 应用1 人在水上看到物体的像 比实际物体位置偏上 感觉水比较浅 从上向下看 怎样才能叉到鱼 假设地球表面不存在大气层 那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比 A 将提前B 将延后C 在某些地区将提前 在另一些地区将延后D 不变 应用2 大气层对光的折射 有大气时看到太阳更早 没有大气时将迟一些看到太阳 后羿射日能射中吗 例1 光线以30 的入射角从玻璃射向空气 它的反射光线与折射光线成90 夹角 则玻璃的折射率为 1 73 例题 如图所示 一储油桶 底面直径与高均为d 当桶内无油时 从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B 当桶内油的深度等于桶高的一半时 由点A沿方向AB看去 看到桶底上的点C 两点C B相距d 4 求油的折射率和光在油中的传播速度 O O 因底面直径和桶高相等 由此可知 AOF ABG 450 又 OD 2CD 油的折射率 光在油中的传播速度 解 i r 例3 光线从空气中以入射角i斜射在玻璃砖的上表面上 穿过玻璃砖后 又射入空气中 如果玻璃砖的上下表面是平行的 求光线从玻璃砖射出后的传播方向 单色光经玻璃砖后 侧移而传播方向不变 学生实验 测玻璃砖的折射率 问题 玻璃是一种透明介质 光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射 如何把玻璃的折射率测出来 实验 测玻璃砖的折射率 实验原理 1 根据折射率的定义 要测折射率 必须知道与一个折射现象对应的折射角和入射角 空气 玻璃 i r 界面 法线 实验器材 玻璃砖 白纸 大头针若干 铅笔 直尺 量角器 实验过程 课堂小结 光的折射 光的折射 折射率n 1 反映介质对光的偏折作用 n越大光线偏折越厉害2 定义式 n 光从真空中进入介质 1 n 光从介质进入真空 3 决定式 n c vn 1 相对折射率 绝对折射率 光的折射定律 三线共面 常数 sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 sin 1 sin 2 一束宽度为10cm的平行光束 以60 的入射角从空气射入折射率为的介质中 界面光滑平整 求反射光束和折射光束的宽度 10cm 17 3cm 例2 水池深H 10m 水的折射率n 求人在水面上竖直向下看时池水深h是多少 解析 做出池底A点成像光路如图所示 则H BCcoti h BCcotr 所以h Htani tanr 由于人水面上竖直往下看 所以i很小 r很小 即tani sini tanr sinr 则h Hsini sinr H 7 07m 例4 如图所示 在折射率为n 厚度为d的玻璃平板上方的空气中有一点光源S 从S发出的光线SA以角度 入射到玻璃板上表面 经过玻璃后从下表面射出 若沿此光线传播的光到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等 问点光源S到玻璃板上表面的垂直距离L应是多少 解析 光在空气中速度近似等于真空中的光速c 光在玻璃中速度为v c n 如图所示 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全