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第4章 光
第1节 光的折射
1.通过实验,理解光的折射定律。
2.理解折射率的定义及折射率与光速的关系。
3.能用光的折射定律解决相关问题。
4.会测量材料的折射率。
入射光线
反射光线
折射光线
思考：入射角与折射角有什么定量关系呢？
一、折射定律
1.内容：折射光线与入射光线、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：
2.垂直入射不发生折射。(光速改变)
3.折射现象中光路是可逆的。
4.在发生折射的同时也会发生反射。
5. 是比例常数，与入射角、折射角无关，只与两种介质的性质有关。
对于不同的介质来说，常数12是不同的,下面我们讨论光从真空射入介质的情形，这时可以简单地记为。
例如，光从真空射人水中时=1.33;光从真空射人某种玻璃时=1.50。可见常数与介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量。常数越大，光线以相同人射角从真空斜射人这种介质时偏折的角度越大。
二、折射率
光从真空中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.公式：
3.物理意义：
折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，由可知；当一定时，越大，越小，此时光线的偏折角就越大，即越大，光线的偏折角度就越大．
4.决定因素：
介质和入射光的频率
无单位
1.定义：
5.说明：
①真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。
②光在真空中的传播速度大于光在任何其他介质中的传播速度，所以任何介质的折射率都大于1。即入射角总是大于折射角。
处理光的折射问题的一般思路
(1)根据题意画出光路图。
(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系,要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角。
(3)利用折射定律、折射率公式列式求解。
画光路图时应特别注意的问题:
①光路是可逆的;
②垂直分界面入射的光线,沿直线传播;
③方向指向截面为半圆形的玻璃砖圆心的光线,进入玻璃砖时不偏折
Ｂ
Ａ
d
C
O
D
N
Nˊ
θ2
例.如图，一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速度。
三、测量玻璃的折射率
数据处理：
(1)公式法：
(2)图象法：求出多组对应的入射角与折射角的正弦值，作出-图象，图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率。
(2)单位圆法：在不使用量角器的情况下，可以用画单位圆法。
以入射点为圆心，以一定长度为半径画圆，交入射光线于点，交折射光线于点，过作的垂线，过作的垂线，如图所示。
误差分析
(1)确定入射光线、出射光线时造成误差。
减小误差方法:入射侧、出射侧所插两枚大头针间距离宜大点。
(2)测量入射角与折射角时造成误差。
减小误差方法:入射角在30°--60°范围内。入射角不宜过小,也不宜过大,过大时反射光较强,出射光较弱。
(3)界面画不准确造成误差。如果界面距离小于玻璃砖厚度,则测量结果偏大;如果界面距离大于玻璃砖厚度,则测量结果偏小。
小结
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