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第四章 光
4.1 光的折射
【学习目标】
1．知道在两介质的分界面上可以同时发生反射和折射现象
2. 理解光的反射定律，知道反射现象中光路可逆
3．理解光的折射定律，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题
4．理解折射率的定义、物理意义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算
【开启新探索】
　　　光给我们带来五彩缤纷的世界。光是电磁波？光是否可以反射、折射、衍射、干涉？
【质疑提升1】光的折射
回顾初中学过的知识，光入射到两种介质的界面时，一般情况下，一部分光会返回原介质，我们称光的反射。光的反射遵从反射。另一部分光会进入另一介质，这种现象称为光的折射。举例说明你生活中遇到的折射现象。
本节课我们要研究光的折射遵从的规律：试画出对应的法线、反射光线、折射光线的示意图，并标出入射角、反射角、折射角。
3．通过实验观察，光在折射时，若入射角增大，折射角大小如何变化？
4．通过实验发现，当入射角变化时，折射角也发生变化，那么折射角与入射角之间有怎样的规律？
　　折射定律：折射光线与入射光线、法线处于　　　　内，折射光线与入射光线分别位于　　　的两侧；入射角的　　　与折射角　　　的成　　　比。即： = n12
5．n12与入射角、折射角的大小有关吗？n12的大小由什么因素决定？
6.　光的反射现象中光路是可逆的，光的折射现象中光路可逆吗？
【质疑提升2】折射率
1．如图，真空中一光线以相同的入射角入射到两不同介质的界面上，入射角为60 ，在介质1中的折射角为30 、在介质2中的折射角为45 。则对于不同的介质，入射角的正弦与折射角的正弦比值分别为多少？这个比值又有怎样的物理意义呢？
2．什么是绝对折射率（折射率）？若一光线自真空射入某一介质中时入射角为i、折射角为r，则折射率n的大小如何表示？
（1）折射率：光从 射入 发生折射时， 的正弦与 的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
（2）符号用表示 ，n= 。
（3）真空的折射率为 ，空气的折射率 为1，其它物质的折射率 1。
（4）从红光到紫光，波长逐渐 ，频率逐渐 ，折射逐渐 。
（5）n越大，说明 。
（6）光从真空进入介质，入射角 折射角；光从介质进入真空，入射角 折射角；（选填“大于”、“小于”、“等于”）
3．介质的折射率n与光在真空中的光束c、介质中的光束v有着怎样的关系？
【学以致用】
1．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，则介质的折射率为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一束光线a以60°的入射角射向一两面平行的玻璃砖上，玻璃砖的折射率n=。
（1）光线经砖上表面折射后的折射角大小？
（2）从下表面出射的光线的折射角大小？
（3）出射光线与入射光线的方位关系？
30°
60°
平行
3. 如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB 方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。
如图所示，是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，不可能发生的情况是 AD
【核心素养提升】
1．在如图所示的四种情景中，属于光的折射现象的是（ C ） 　
2. 关于折射率，下述说法中正确的是（ ）
A．根据n=sini／sin r可知，某介质的折射率与入射角的正弦成正比
B．根据n=sini／sin r可知，某介质的折射率可能为任何正数
C．根据n=c／v可知，介质的折射率与介质中的光速成反比
D．折射率越大，介质对光线的折射能力越弱
3． 如图所示是一束光从空气射向介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断正确的是（　　）
A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线
B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线
C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
D．条件不足，无法确定
4. 如图所示，光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中所给出的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速。
5．光线从真空射入某介质时，若光线与介质表面的夹角为30°，反射光线与折射光线刚好垂直，试作出光路图并求出该介质的折射率及光线在介质中的光速。
6. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚 20 cm，孔的左右两边距离 12 cm，孔内安装一块折射率为 1.5 的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大 ？
2arcsin
7. 关于图测定玻璃折射率的实验，回答以下问题。
（1）证明图中的入射光线与射出玻璃砖的光线是平行的。
（2）入射光线以60 的入射角进入折射率为、宽度为5cm的玻璃砖，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移。求侧移距离。
8． 置于真空中的半球形玻璃砖的横截面如图所示，O为球心，MN为直径，A、B为半圆弧MAN上的两点，且A为半圆弧中点，BO与AO的夹角为30°。有一条与MN平行的光线从B点射入玻璃砖后直接经过N点，求玻璃砖的折射率。
9．一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm。人眼在筒侧壁上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点，求液体的折射率及光在此液体中的传播速度。
１
１
２
３
介质1
介质2
真空
真空
介质
i
r
真空
i’
r’
介质
真空
600
a
600
a第四章 光
4.1 光的折射
【学习目标】
1．知道在两介质的分界面上可以同时发生反射和折射现象
2. 理解光的反射定律，知道反射现象中光路可逆
3．理解光的折射定律，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题
4．理解折射率的定义、物理意义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算
【开启新探索】
　　　光给我们带来五彩缤纷的世界。光是电磁波？光是否可以反射、折射、衍射、干涉？
【质疑提升1】光的折射
回顾初中学过的知识，光入射到两种介质的界面时，一般情况下，一部分光会返回原介质，我们称光的反射。光的反射遵从反射。另一部分光会进入另一介质，这种现象称为光的折射。举例说明你生活中遇到的折射现象。
本节课我们要研究光的折射遵从的规律：试画出对应的法线、反射光线、折射光线的示意图，并标出入射角、反射角、折射角。
3．通过实验观察，光在折射时，若入射角增大，折射角大小如何变化？
4．通过实验发现，当入射角变化时，折射角也发生变化，那么折射角与入射角之间有怎样的规律？
　　折射定律：折射光线与入射光线、法线处于　　　　内，折射光线与入射光线分别位于　　　的两侧；入射角的　　　与折射角　　　的成　　　比。即： = n12
5．n12与入射角、折射角的大小有关吗？n12的大小由什么因素决定？
6.　光的反射现象中光路是可逆的，光的折射现象中光路可逆吗？
【质疑提升2】折射率
1．如图，真空中一光线以相同的入射角入射到两不同介质的界面上，入射角为60 ，在介质1中的折射角为30 、在介质2中的折射角为45 。则对于不同的介质，入射角的正弦与折射角的正弦比值分别为多少？这个比值又有怎样的物理意义呢？
2．什么是绝对折射率（折射率）？若一光线自真空射入某一介质中时入射角为i、折射角为r，则折射率n的大小如何表示？
（1）折射率：光从 射入 发生折射时， 的正弦与 的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
（2）符号用表示 ，n= 。
（3）真空的折射率为 ，空气的折射率 为1，其它物质的折射率 1。
（4）从红光到紫光，波长逐渐 ，频率逐渐 ，折射逐渐 。
（5）n越大，说明 。
（6）光从真空进入介质，入射角 折射角；光从介质进入真空，入射角 折射角；（选填“大于”、“小于”、“等于”）
3．介质的折射率n与光在真空中的光束c、介质中的光束v有着怎样的关系？
【学以致用】
1．如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，则介质的折射率为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，一束光线a以60°的入射角射向一两面平行的玻璃砖上，玻璃砖的折射率n=。
（1）光线经砖上表面折射后的折射角大小？
（2）从下表面出射的光线的折射角大小？
（3）出射光线与入射光线的方位关系？
30°
60°
平行
3. 如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB 方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。
如图所示，是光线由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图。O点是半圆形玻璃砖的圆心，不可能发生的情况是 AD
【核心素养提升】
1．在如图所示的四种情景中，属于光的折射现象的是（ C ） 　
2. 关于折射率，下述说法中正确的是（ ）
A．根据n=sini／sin r可知，某介质的折射率与入射角的正弦成正比
B．根据n=sini／sin r可知，某介质的折射率可能为任何正数
C．根据n=c／v可知，介质的折射率与介质中的光速成反比
D．折射率越大，介质对光线的折射能力越弱
3． 如图所示是一束光从空气射向介质在界面上发生反射和折射现象的光路图，下列判断正确的是（　　）
A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线
B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线
C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
D．条件不足，无法确定
4. 如图所示，光由空气射入某种介质时的折射情况，试由图中所给出的数据求出这种介质的折射率和这种介质中的光速。
5．光线从真空射入某介质时，若光线与介质表面的夹角为30°，反射光线与折射光线刚好垂直，试作出光路图并求出该介质的折射率及光线在介质中的光速。
6. 为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚 20 cm，孔的左右两边距离 12 cm，孔内安装一块折射率为 1.5 的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大 ？
2arcsin
7. 关于图测定玻璃折射率的实验，回答以下问题。
（1）证明图中的入射光线与射出玻璃砖的光线是平行的。
（2）入射光线以60 的入射角进入折射率为、宽度为5cm的玻璃砖，射出玻璃砖的光线相对入射光线来说产生了侧移。求侧移距离。
8． 置于真空中的半球形玻璃砖的横截面如图所示，O为球心，MN为直径，A、B为半圆弧MAN上的两点，且A为半圆弧中点，BO与AO的夹角为30°。有一条与MN平行的光线从B点射入玻璃砖后直接经过N点，求玻璃砖的折射率。
9．一个圆柱形筒，直径12cm，高16cm。人眼在筒侧壁上方某处观察，所见筒侧的深度为9cm，当筒中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点，求液体的折射率及光在此液体中的传播速度。
１
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介质1
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真空
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