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(共26张PPT)
4.1 光的折射
1.知道光的反射与折射现象,理解光的折射定律。
2.掌握折射率的定义及其与光速的关系。
3.能用折射定律来解释和计算有关问题。
4.能正确画出光路图
导入目标
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精析拓展
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训练检测
学习目标
导入目标
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精析拓展
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问题思考
思考：把一束光从空气射向入水面，如何解释观察到的现象？
导入目标
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问题思考
空气
水
空气
水
光的反射和折射同时发生
反射光线
折射光线
导入目标
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问题思考
入射光线
N
N'
解释：光从第1种介质射到到该介质与第2种介质的分界面时，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。
O
光在折射时遵从什么规律呢？
入射角、折射角有什么关系呢？
导入目标
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光的折射
A
空气
B
N
N'
O
水
光的折射
(1)折射光线、入射光线、法线在同一平面
(2)折射光线和入射光线分居法线两侧
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光的折射
(3)光路可逆
(6)当光垂直射入介质时，光不发生偏折
空气
其他介质
(水、玻璃)
(4)两角关系
【例题1】 (多选)关于光的折射,下列说法正确的是(　　 )
A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内
B.入射光线、法线与折射光线不一定在一个平面内
C.入射角总大于折射角
D.光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角
AD
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【变式训练1】 右图是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射现象的光路图,下列判断正确的是(　　)
A.AO是入射光线,OB为反射光线,OC为折射光线
B.BO是入射光线,OC为反射光线,OA为折射光线
C.CO是入射光线,OB为反射光线,OA为折射光线
D.条件不足,无法确定
C
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观察实验中测量多个入射角和折射角，找出这些数据之间的关系
斯涅耳
导入目标
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光的折射
入射角θ1
10
30
40
50
60
70
80
折射角θ2
6.6
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
θ1 / θ2
1.51
1.54
1.57
1.63
1.70
1.80
1.95
sinθ1/sinθ2
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
入射角增大，折射角如何变化？折射角和入射角有什么关系呢？
导入目标
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精析拓展
合作学习
训练检测
A
空气
B
N
N'
O
玻璃
光的折射
初步结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
sinθ1/sinθ2
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
入射角θ1
10
20
30
40
50
60
70
80
折射角θ2
6.6
13.2
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
玻璃
水
折射角θ2
7.5
14.9
22.1
28.9
35.2
40.6
45
47.8
sinθ1/sinθ2
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
金刚石
折射角θ2
4.1
8.1
11.9
15.4
18.5
21
22.9
24
sinθ1/sinθ2
2.42
2.43
2.42
2.42
2.41
2.42
2.41
2.42
可看出：光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
空气
导入目标
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光的折射
1.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；入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比，即:
一、光的折射定律（斯涅耳定律）：
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A
空气
B
N
N'
O
玻璃
sinθ1/sinθ2
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
入射角θ1
10
20
30
40
50
60
70
80
折射角θ2
6.6
13.2
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
玻璃
水
折射角θ2
7.5
14.9
22.1
28.9
35.2
40.6
45
47.8
sinθ1/sinθ2
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
金刚石
折射角θ2
4.1
8.1
11.9
15.4
18.5
21
22.9
24
sinθ1/sinθ2
2.42
2.43
2.42
2.42
2.41
2.42
2.41
2.42
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空气
光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。不同介质，这个比值不同；即可以用这个比值反应介质对光的折射本领
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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用字母n表示。
2、定义式:
3、物理意义：反映介质对光的偏折能力的大小。
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折射率
4、决定式:
（1）由于光在真空中的传播速度 c 大于光在任何其他介质中的传播速度 v，因而任何介质的折射率 n 都大于 1。
（2） 真空的折射率为 1，空气的折射率近似为 1。
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折射率
几种常见介质的折射率（λ ＝ 589.3 nm， t ＝ 20 ℃）
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折射率
5.对折射率的理解
(3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
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(1)θ1是真空中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角。
(4)任何介质的折射率都大于1
(2)折射率与入射角的大小无关。
折射率
人在正前方看到铅笔被折断，是因为光线发生了折射，人实际看到的是铅笔的虚像。
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食用油的折射率和玻璃的折射率很接近
【例题2】 (多选)关于折射率,下列说法正确的是(　　)
A.根据 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比
B.根据 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比
C.根据 可知,介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比
D.同一频率的光由真空进入不同介质时,折射率与光在介质中的波长成反比
CD
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【变式训练2】 (多选)关于折射率的说法正确的是(　　)
A.某种介质的折射率等于光在介质中的传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B.折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C.两种介质相比较,折射率小的介质密度不一定小
D.任何介质的折射率都大于1
CD
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【例题3】 右图为直角三棱镜的截面图,一条光线平行于BC边入射,经棱镜折射后从AC边射出。已知∠A=θ=60°,光在真空中的传播速度为c。求:
(1)该棱镜材料的折射率;
(2)光在棱镜中的传播速度。
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1.画正确的光路图
2.几何关系确定边、角关系
3. 结合三角函数知识计算
解析:(1)作出完整的光路如图所示。
根据几何关系可知φ=∠B=30°
所以α=60°
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【变式训练3】 如图所示,横截面为矩形ABCD的玻璃砖竖直放置在水平面上,其厚度为d,AD面镀有水银,用一束与BC面成45°角的细微光向下照射在BC面上,在水平面上出现两个光斑,距离为d,求玻璃砖的折射率。
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解析:作出光路图,由光的反射定律和光路图可逆性可知,反射光线OH与FG平行,且OH与水平面的夹角为45°。
由几何关系得
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光的折射
折射定律
折射定律的表达式
折射定律内容
折射率
在光的折射或反射现象中，光路都是可逆的。
从真空射入某种介质发生折射时
反映介质的光学性质的物理量
课堂小结
折射率与光速的关系：
任何介质的折射率n都大于1

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