资源简介

(共30张PPT)
4.1 光的折射
高中物理选择性必修第一册课件
主讲老师：xxx
高中物理选择性必修第一册
折射定律
折射率
折射与生活
课堂小结
新课引入
01.
光给世界带来光明，使我们能看清周围的景物，进行各种活动;光从太阳、星球射到我们这里给我们带来了宇宙空间的信息，使我们能够认识宇宙;光从原子、分子内部发射出来，使我们认识了微观世界的奥秘。光学既是物理学中一门古老的学科,又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一具有强大的生命力和不可估量的发展前景。
新课引入
01.
按照不同的研究目的，光学可以粗略地分为两大分支:一支利用几何学的概念和方法研究光的传播规律，称为几何光学;另一支主要研究光的本性以及光与物质相互作用的规律，通常称为物理光学。
在本章中，我们将学习几何光学和物理光学的初步知识。
新课引入
03.
固执于光的旧有理论的人们，最好是从它自身的原理出发，提出实验的说明。并且，如果他的这种努力失败的话，他应该承认这些事实。
——托马斯·杨
新课引入
01.
高中物理选择性必修第一册
铅笔折断了吗？
射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫的上方还是下方？
温故知新
02.
高中物理选择性必修第一册
光从第 1 种介质射到该介质与第 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。
光在反射时遵从反射定律，光在折射时遵从什么规律呢？
折射定律
第一部分
光的折射
01.
高中物理选择性必修第一册
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
θ1
θ2
空气
玻璃
N
N'
A
O
B
问题？
02.
高中物理选择性必修第一册
光的折射规律
03.
高中物理选择性必修第一册
N
N′
空气
玻璃
i
r
O
A
B
界面
法线
入射光线
折射光线
入射角
折射角
(
(
反射光线
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.当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角
4.当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角
5.当入射角增大时，折射角也随着增大
入射角与折射角有什么定量关系呢？
折射角和入射角的关系
04.
高中物理选择性必修第一册
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
实验结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比
以光从空气射入玻璃为例
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？
高中物理选择性必修第一册
入射角i
10
20
30
40
50
60
70
80
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
总结：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。
折射角和入射角的关系
05.
光的折射定律
06.
高中物理选择性必修第一册
1621 年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了两者之间的关系，并把它总结为光的折射定律（refraction law）：
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:
光的折射规律
07.
高中物理选择性必修第一册
1.折射现象中光路是可逆的；
2.光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生变化。并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。
3.光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向虽然不变,但也属于折射,光传播的速度发生变化。
折射率
第二部分
高中物理选择性必修第一册
说明：（1）n的大小与θ1和θ2无关，与介质和入射光
的频率有关，对于确定的介质，n是定值，不能说n∝sinθ1或n∝1/sinθ2
2.定义式:
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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。用符号 n 表示。
（2）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。
（3）折射率反映介质对光的偏折作用，n越大光线偏折越厉害。
折射率
01.
高中物理选择性必修第一册
(4)光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。
(5)当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于折射角,当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时,入射角小于折射角。
空气对光的传播影响很小，可以作为真空处理
折射率
02.
高中物理选择性必修第一册
折射率
03.
色光 紫 蓝 绿 黄 橙 红
折射率 1.532 1.528 1.519 1.517 1.514 1.513
红光的折射率最小，速度最大。
紫光的折射率最大，速度最小。
高中物理选择性必修第一册
教材例题
04.
【例题】如图4.1-4，一个储油桶的底面直径与高均为 d。当桶内没有油时，从某点 A 恰能看到桶底边缘的某点 B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿 AB 方向看去，恰好看到桶底上的点 C，C、B两点相距 。求油的折射率和光在油中传播的速度。
高中物理选择性必修第一册
例题解析
05.
【解析】因为底面直径与桶高相等，所以 ∠AON＝∠BON＝45°
由 ON＝2CN′ 可知 sin∠CON′＝＝
因此，油的折射率n＝＝＝＝1.58.
因为 n＝，所以光在油中的传播速度v＝＝ m/s＝1.9×108 m/s
折射与生活
第三部分
折射的应用1——渔民叉鱼
01.
由于光的折射，水中物体的位置看起来比实际位置要高些。
渔民怎样才能叉到鱼？
高中物理选择性必修第一册
折射的应用2——水里往外看
02.
高
水
看到的气球在折射光线的反向延长线上.
空气
在水下看水面上的物体比实际位置高还是低？
高中物理选择性必修第一册
折射的应用3——铅笔弯折之谜
03.
空气
水
A
A
高中物理选择性必修第一册
折射的应用4——井底观天
04.
井中的青蛙看岸上的物体的位置偏向哪里？
偏向上方
井中的青蛙看井口的宽度是偏大还是偏小？
偏小
高中物理选择性必修第一册
折射的应用2——水里往外看
02.
S
S′
有大气，看到太阳更早
没有大气，将迟一些看到太阳
折射的应用5——蒙气差现象
05.
课堂小结
第四部分
课堂小结
高中物理选择性必修第一册
光的
折射
折射率
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。
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:
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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。用符号 n 表示。
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