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4.1
光的折射
克里斯蒂安 惠更斯(Christiaan Huygens，1629年04月14日―1695年07月08日)荷兰物理学家、天文学家、数学家、他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，改进了计时器。
光到底是什么？……………
17世纪形成了两大对立学说
牛顿
惠更斯
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。
(1)折射光线、入射光线、法线共面。
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧。
一、光的折射
1.定义：光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象。
θ1
θ2
空气
水
折射光线
入射光线
2.规律：
(3)折射现象中，光路是可逆的。
一、光的折射
θ1
θ2
空气
水
(4)入射角的正弦和折射角的正弦成正比。
比例常数
1621年，斯涅耳找到了入射角和折射角之间的规律。
--光的折射定律（斯涅耳定律）
二、折射率
“n12”是个常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。在实际应用中，遇到最多的情形是光从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气，而空气对光的传播的影响很小，可以作为真空处理。因此，以后我们只讨论光从真空射入介质的情形。这时，常数“n12”可以简单地记为n。
2.定义式:
二、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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。
某介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在介质中的传播速度v之比。
3.决定式：
二、折射率
4.说明：
(1)“n”的大小与介质有关，与θ1，θ2无关。
(2)任何介质的折射率皆大于1(n>1)。
5.几种介质的折射率
介质 折射率
金刚石 2.42
二氧化碳 1.63
真空折射率 = 1
介质 折射率
岩盐 1.55
酒精 1.36
水晶 1.55
玻璃 1.5-1.8
水 1.33
空气 1.00028
二、折射率
二、折射率
6.意义：反映介质对光的偏折能力的大小。
7.折射原因：光在不同介质中的速度不同。
θ1
θ2
空气
某种介质
例题1：如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则(　　)
A折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大
B折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小
C折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大
D折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小
BC
方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。
空气
玻璃
θ1=
θ2=
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
三、测玻璃砖的折射率
思考：光线从空气中以入射角i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的特点。
单色光经玻璃砖后，侧移而传播方向不变。
1.把玻璃砖放在木板上，下面垫一张白纸，在纸上描出玻璃砖的两个边a和a'。然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与直线a的交点就是O。
2.眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住。如果在眼睛这一侧再插第三个大头针C，
3.让C把A、B都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个都挡住，那么后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。
注意事项：
（1）入射角一般取15o→75o为宜(太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）
（2）插针要竖直，且间距适当大些(精确确定光路)
（3）玻璃砖不能动(移动会改变光路图)
（4）玻璃砖宽度在5cm以上(让折射光线长些以减小误差)
三、测玻璃砖的折射率
数据处理：
（1）计算法：量角度计算
（2）作图法：画一个圆与折射、入射光线相交于A、E两点，从交点作两条与法线垂直的线段，量出两条线段长度
三、测玻璃砖的折射率
x1
x2
例题2：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，恰好看到桶低上的点C，BC两点距离d/4．求：油的折射率和光在油中传播的速度。
Ｂ
Ａ
d
A
B
C
O
A
C
B
G
D
F
因底面直径和桶高相等,由此可知
∠AOF= ∠ABG=450
又因为 OD=2CD
解:
BD
小于
等于
有大气，看到太阳更早。没有大气，将迟一些看到太阳
水
硬币
空气
水
人在水上看到物体像，比实际物体位置偏上，感觉水比较浅。

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