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第四章 光
第1节 光的折射
学习目标
1、认识光的反射及折射现象，知道法线、入
射角、反射角、折射角的含义
2、通过实验探究，理解折射率的概念和光的
折射定律
3、会测量玻璃等材料的折射率，通过实验体
会光线模型的构建过程
课堂引入
铅笔折断了吗？
三日同辉
界面
入射光线
反射光线
法线
入射角
反射角
1.光的反射：光照射到两种介质的界面上,一部分返回原来介质的现象。
（1）反射光线与入射光线、法线在同一平面内；（2）反射光线和入射光线分居法线两侧：（3）反射角等于入射角.
光路可逆
光的反射
2.光的反射定律：
光在反射时遵从反射定律，光在折射时遵从什么规律呢？
光的反射和折射同时发生
问题与思考
θ1
θ2
1.折射光线、入射光线、法线
在同一平面内
2.折射光线和入射光线分居法线两侧
任务一
入射角与折射角的关系
1.当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角
2.当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角
3.当入射角增大时，折射角也随着增大
实验数据（光从空气射入水中）
入射角(°) 折射角(°)
10 7.5
20 15
30 22
40 29
50 36
60 42
70 47
/
1.33
1.33
1.36
1.38
1.39
1.43
1.49
sin/sin
1.33
1.32
1.33
1.33
1.30
1.29
1.29
光从空气射入水，
入射角的正弦与折射角的正弦之比为定值，约为1.30
空气
水
入射角(°) 折射角(°)
10 6.7
20 13.3
30 19.6
40 25.2
50 30.7
60 35.1
70 38.6
/
1.50
1.50
1.53
1.59
1.63
1.71
1.81
sin/sin
1.49
1.49
1.49
1.51
1.50
1.51
1.50
实验数据（光从空气射入玻璃中）
玻璃
空气
光从空气射入玻璃，
入射角的正弦与折射角的正弦之比为定值，约为1.50
任务一
入射角与折射角的关系
空气
水
空气
玻璃
总结：光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦与折射角的正弦之比相等。
斯涅耳
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:
思考：根据下列两图分析，
1、折射定律中的比值n反映了什么？
2、你认为比值n和什么因素有关？
空气
水
空气
玻璃
说明：
（1）n的大小与θ1和θ2无关，与介质有关
（2）折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。
定义式:
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。用符号n表示。
折射率
练1．一束光从某种介质射入真空中时，入射角θ1=30°，
折射角θ2=60°，光路如图所示，求该介质的绝对折射率？
真空
计算折射率时，由于光路是可逆的，折射角与入射角是相对的，θ1不一定是入射角，θ2不一定是折射角，
空气
（真空）
介质
空气中的角
介质中的角
θ1是真空(空气)中的光线与法线的夹角,
θ2是介质中的光线与法线的夹角
思考：如图是一束复合白光经过三棱镜折射后发生色散，
1、从空气射入三棱镜时，各颜色光的入射角是否相同？
2、从空气射入三棱镜时，什么颜色光折射角最大？最小呢？
3、你认为折射定律中比值n和什么因素有关？
同种介质，不同颜色的光，折射率不同
光的颜色由光的频率决定，所有光在真空中的速度相同，
但不同颜色的光，在同种介质中的速度不同
f 大
f 小
折射率
另一种定义：光从真空射入某种介质发生折射时，折射率等于光在真空中的传播速度c与介质中的传播速度v之比。
定义式:
决定式:
规定真空的折射率等于1，
由于光在任何其他介质中的传播速度v都小于真空中的速度c，则任何介质的折射率都大于1
折射率
练2(多选)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)．下列结论中正确的是(　 　)
A．在水中的传播速度，光束a比光束b大
B．在水中的传播速度，光束a比光束b小
C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
AC
折射率
对折射率的理解：
1、折射率由介质和光的频率决定，与θ1、θ2 无关
2、同种频率（颜色）的光，从真空以相同角度射入不同介质时，
折射率越大，偏折越厉害
3、不同频率（颜色）的光，从真空以相同角度射入同种介质时，
频率越高，折射率越大，偏折越厉害
例：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d/4 。求油的折射率和光在油中传播的速度。
练3：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＝3.0×108 m/s)
(1)画出光路图；
(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
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。
练4：如图是半圆形玻璃，光线垂直于直径从空气射入玻璃中，求折射角(玻璃的折射率为1.7)
O
当入射方向与界面垂直时，不会发生折射

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