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4.1 光的折射
第四章 光
第一课时 光的折射定律
【学习目标】
1.理解光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关问题。2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系。
3.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图。
4.会熟练计算介质的折射率。
按照不同的研究目的，光学可以粗略地分为两大分支：
（1）一支利用几何学的概念和方法研究光的传播规律，称为几何光学；
（2）另一支主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律，通常称为物理光学.
光 学
复习回顾
1.光源：能够发光的物体（如电灯、蜡烛、太阳等）
2.光的直线传播
光线：表示光的传播方向的一条直线---光束的抽象
光在同一种均匀介质中沿直线传播
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，光传播发生偏折的现象
光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面
·一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫作光的反射
·另一部分光会进入第2种介质,这个现象叫作光的折射
1.反射光线与入射光线、法线处在同一平面内
2.反射光线和入射光线分别位于法线的两侧
3.反射角等于入射角
光的反射定律：
注意：光的反射光路是可逆的
法线是与介质表面垂直的虚线
现象：
1.折射光线与入射光线、法线处在同一平面内
2.折射光线、反射光线与入射光线分别位于法线的两侧
一、光的折射定律
3.当光从空气斜射入玻璃中时,折射角小于入射角
4.当光从玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角
5.入射角变大时，折射角也变大
正确规律的得出往往要经过曲折的过程，要经过实践的多次检验。古希腊哲学家托勒密的结论：折射角与入射角成正比。托勒密的实验数据记录非常详细、准确，只可惜欠缺数学眼光，致使结论的总结出现错误。而这个看来仅仅一步之遥的距离却又使人类经历了一千五百多年的探索！
入射角与折射角有什么定量关系呢？
分析实验数据可得：入射角的正弦与折射角的正弦成正比
注意：n12与入射角、折射角大小无关，与两种介质的性质有关。
1621年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了两者的关系，并把它总结为光的折射定律（refraction law）：
斯涅耳定律
n12---比例常数
一、光的折射定律
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：
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。
2.定义式：
3.折射率的理解：
“n与sini成正比，与sinr成反比”这句话正确吗？
（1）介质n的大小与介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。
r越小，n越大
r越小，偏折越大
同样的入射角，偏折越大，折射率越大
(2)折射率仅反映介质的光学特性，折射率越大，说明光从真空射入到该介质时偏折大，反之偏折小
3.折射率的理解：
3.折射率的理解：
n越大，色光的光速越小
(3)色光在折射率较大的介质中光速较小
(4)折射率无单位，任何介质的折射率均大于1：n>1
空气的折射率一般粗略的用1来代替运算
(5)折射率的大小反映了介质折射的本领，也反映了光光在介质中的传播速度的大小
3.折射率的理解：
某种介质的折射率，等于光在真空中的波长跟光在这种介质中的波长之比
折射率与波长的关系
(6)色光在折射率较大的介质中波长较小
例1.如图所示,一束可见光穿过玻璃三棱镜后,变为三束单色光。如果光束b是黄光,则以说法正确的是( )
A.这是光的干涉现象
B.光束c可能是红光
C.玻璃对单色光a的折射率最小
D.三种光在玻璃中传播的速度大小相同
C
【课堂练习】
【例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怡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，CB两点距离d/4.求油的折射率和光在油中传播的速度。
【课堂练习】

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