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第四章 光
1 光的折射
三日同辉
光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象．
1.光的折射
一、折射定律
一、折射定律
A
O
B
C
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；
③光路是可逆的
【复习回顾】
从空气射向水中，入射光线与法线的夹角θ1称
为入射角，折射光线与法线的夹角θ2称为折射角
光在折射时，折射角与入射角之间会有什么定量的关系？
折射角和入射角有什么关系呢？
入射角i
10
30
40
50
60
70
80
折射角r
6.6
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
i / r
1.51
1.54
1.57
1.63
1.70
1.80
1.95
sini/sinr
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
以光从空气射入玻璃为例
入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
实验结论：
即：
（思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？）
sini/sinr
1.51
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
入射角i
10
20
30
40
50
60
70
80
折射角r
6.6
13.2
19.5
25.4
30.7
35.3
38.8
41.1
玻璃
水
折射角r
7.5
14.9
22.1
28.9
35.2
40.6
45
47.8
sini/sinr
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
1.33
金刚石
折射角r
4.1
8.1
11.9
15.4
18.5
21
22.9
24
sini/sinr
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，总有入射角的正弦与折射角的正弦之比相等。
1621年，荷兰数学家斯涅耳终于找到了入射角和折射角之间的关系，并把它总结为光的折射定律．
斯涅耳
一、折射定律
2.折射定律：
（斯涅耳定律）
（1）入射光线、折射光线、法线在同一平面内；
（2）入射光线、折射光线分居法线两侧；
（3）入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数
一、折射定律
2.光路具有可逆性
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n，叫这种介质的折射率
2、物理意义：折射率仅反映介质的光学特性，反映介质对光的偏折能力的大小。
3、定义式： ，不能说n与sin θ1成正比、与sin θ2成反比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。
4、计算式： 任何介质的折射率总大于 1
几种介质的折射率：
例1.如图所示，一条单色光线从某介质射入空气时，若入射光线与界面的夹角为60°，折射光线与界面的夹角30°，求该介质的折射率
60°
空气
介质
30°
解析：根据光路的可逆性可知：入射角为60°，折射角为30°
例2.光线以60o的入射角从空气射入到玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.求玻璃的折射率和光在玻璃中传播的速度.（空气中的光速约等于真空中光速c）
i
解析：入射角为60°，由题中折射光线与反射光线恰好垂直可知：折射角为30°
课堂笔记
利用光路图处理反射、折射问题的方法
先根据题意画出正确的光路图,再利用几何关系确定光路中的边角关系,要注意入射角、反射角和折射角的确定;最后利用反射定律、折射定律求解;要注意灵活运用光路可逆中的逆向思维。
要点归纳
2.折射率与光速的关系
光在介质中的传播速度v跟介质的折射率 n有关,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,且介质的折射率越大,光在该介质中的传播速度越小。
3.决定因素
介质的折射率的大小由介质本身及光的性质共同决定,与入射角、折射角无关,不随入射角、折射角的变化而变化。
水中鱼的实际位置比看上去的要深．
4.视深问题
有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到太阳
没有大气时
小实验：猜一猜杯子里有几枚硬币？
上面的硬币是通过水面的折射而成的像，
下面的通过杯子侧面水的折射而形成的。

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