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第四章 光
4.1 光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会改变，这种现象叫光的折射。
折射光线
空气
水
i
r
入射光线
折射角
入射角
一.光的折射
（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。
2. 光的折射定律
（3）当入射角增大时，折射角也随着增大
入射角和折射角有什么定量关系呢？
光由空气射入玻璃时入射角i和折射角r的数值表:
入射角i 折射角r i/r sini/sinr
30 21 1.4286 1.3952
40 27 1.4545 1.3985
50 33 1.5152 1.4066
60 38 1.5789 1.4068
70 42 1.6667 1.4046
公元140年，古希腊托勒密最早做了光的折射实验；
德国开普勒对光的折射进行了研究，并于1611年出版的《折射光学》表明，对于两种给定的媒质，小于30O的入射角同相应的折射角成近似固定的比。
1621年荷兰斯涅耳找了折射角与入射角之间的正弦关系，但他没有发表；
1637年，法国的笛卡尔发表了折射定律
i
r
空气
玻璃
A
B
N
N'
人类经历了一千多年的时间，从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。

n为常数
结论
二 .折射率
（1）定义：折射率-----是光从真空射入某种介质中时的折射率
（2）n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定的介质，n是定值，不能说 n∝sini或n∝1/sinr
（3）任何介质的折射率皆大于1
1、定义
反映介质的光学性质的物理量
空气
玻璃
空气
水
i
i
r′
r
2.物理意义
3.几种介质的折射率
介质 折射率
金刚石 2.42
二氧化碳 1.63
真空本身的折射率 = 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
为什么光从一种介质斜进入另一种介质传播方向会改变呢？
4、折射的原因
某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度之比：
v
c
n=
（n＞1）
研究表明： 光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。
光从真空射入任何介质时，入射角都大于折射角。光从任何介质射入真空，入射角都小于折射角。
玻璃
O
A
B
N
N'
i
r
真空
N
玻璃
O
A
B
N'
真空
i
r
sin i
sin r
=n
sin r
sin i
1
n
=
【例1】光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反线光线恰好垂直。(真空中的光速c＝3.0×108 m/s)
(1)画出折射光路图
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度
(3)当入射角变为45°时，折射角等于多大
(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由。
【解析】
三 .折射现象
P
P
弯折的筷子
光的色散现象
白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带（光谱）
红光在上端
2、不同色光在同一介质中的传播速度不同。
紫光在最下端
实验说明：
1、白光是复色光；
一束白光
红→ 橙 →黄 → 绿 → 蓝 →靛 →紫
频率f
传播速度V
折射率n
小结记忆：
波长λ
例2. 如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。
O
A
C
B
G
D
F
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∵OD=2CD
油的折射率
光在油中的传播速度
解:
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例题2、通过玻璃砖，字母看起来会显得高一些。假设玻璃砖的厚度为H，玻璃的折射率为1.5.如果垂直玻璃向下看，字母的视深是多少？
1.光的折射
一.光的折射
（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。
2.光的折射定律
光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，另一部分光进入第2种介质的现象。
课堂小结
（3）入射角的正弦和折射角的正弦成正比
3.在光的反射和折射现象中，光路是可逆的
1.定义式
二.折射率
sinr
sini
n=
2.物理意义
反映介质对光的折射能力的大小

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