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第四章 光
4.1 光的折射
第四章 光
1. 折射定律
水中的鱼看到昆虫在什么位置？是在昆虫实际位置的上方还是下方？
泳池水看起来比实际的浅
海市蜃楼
光的折射
阳光照射水面时，我们能够看到水中的鱼和草，同时也能看到太阳的倒影.这说明了什么？
光从空气射到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中.
光的折射
光的反射
P85
光从玻璃中入射到空气中
反射定律：
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角.
观察折射现象
总结折射规律
P85
P86
垂直入射时，
传播方向不发生改变
传播速度一定改变
斯涅耳
定律：
光从真空垂直界面射入某种介质中，这属于折射吗？这种介质中的光速与真空中的光速相同？
仍然属于折射
光线虽然不偏折，但 光的传播速度仍然发生变化
2. 折射率
P86
n 反映介质对光的偏折作用
，
P86
n 与介质和入射光频率有关
n 没有单位
r
i
P87
可以说n与v成反比
光从n小的介质斜射入n大的介质时,入射角大于折射角
光从n大的介质斜射入n小的介质时,入射角小于折射角
θ1是真空(空气)中的光线与法线的夹角,不一定是入射角;
θ2是介质中的光线与法线的夹角,不一定是折射角。
介质的折射率和密度没有必然的联系,密度大,折射率不一定大。
，
1、定义式中θ1一定是入射角吗？
2、介质密度越大,折射率越大
颜色 项目　　　　　 红橙黄绿青蓝紫
频率 低→高
波长 大→小
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小
临界角 大→小
总结提升
应用反射定律和折射定律解题的步骤
(1)画出光路图.
(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系
(3)利用反射定律、折射定律及几何规律列方程求解
“铅笔弯折之谜”
空气
水
A
A
界面
水中鱼的实际位置比看上去的要深
潭清疑水浅
3. 实验：测量玻璃的折射率
插针法
实验步骤:
1.用图钉把白纸钉在木板上.
2.用直尺画一条平行于玻璃砖一个面的一条直线aa′作为界面，过aa′上一点O作垂直于aa′的直线NN′作为法线，过O点画一条入射光线AO，使入射角θ1适当大些，如图所示.
3.在AO线上竖直地插两枚大头针P1、P2，在白纸上放上被测玻璃砖，使玻璃砖的一个面与aa′重合.
4.沿玻璃砖的另一侧面用直尺画一条直线bb′.
5.在玻璃砖bb′一侧白纸上竖直地立一枚大头针P3，调整视线，同时移动大头针P3的位置，当P3恰好能同时挡住玻璃砖aa′一侧所插的大头针P1、P2的像时，把大头针P3插好.
6.在玻璃砖bb′一侧再竖直地插一枚大头针P4，使P4能挡住P3，同时也能挡住P1、P2的像.
7.记下P3、P4的位置，移去玻璃砖，拔去大头针，过P3、P4连一条直线BO′交bb′于O′点，连接OO′，OO′就是入射光线AO在玻璃砖内的折射光线，折射角为θ2.
8.用量角器量出入射角θ1和折射角θ2的大小.
9.改变入射角θ1，重复上面的步骤三、四次，量出入射角和折射角.
数据分析：
1.计算法：多次测量入射角和折射角，代入 n＝
求出多个n的值，然后取其平均值.
2.图像法：求多组入射角与折射角的正弦值，作出图像如图，为一条过原点的直线，斜率为折射率.
3.单位圆法：以入射点O为圆心，一定长度为半径画圆.
注意事项：
1.玻璃砖适当厚一些，玻璃砖在纸上的位置不可移动
2.不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能把玻璃砖当尺子用.
3.大头钉竖直插在白纸上，且P1与P2、P3与P4间的距离适当大些，以减小确定光路方向时造成的误差.
4.实验中入射角不宜过小或过大，否则会使测量误差增大.
六、实验误差分析
1.误差来源：入射光线和出射光线确定得不够精确；
入射角和折射角的测量造成误差
2.减小误差方法
(1)所用玻璃砖宽度宜在5 cm以上，宽度太小测量误差较大．
(2)入射角宜在15°～75°范围内．
(3)在纸上画aa′，bb′两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样，两交点O、O′才能与光线的实际入射点和出射点较好地相符，否则将使画出的玻璃中的光路与实际情况偏离．
作业

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