光的折射優(yōu)質(zhì)課

1、光的折射光的折射光到底是什么？光到底是什么？1717世紀明確形成世紀明確形成了兩大對立學說了兩大對立學說牛頓牛頓惠更斯惠更斯微粒說微粒說波動說波動說1919世紀初證明了世紀初證明了波動說的正確性波動說的正確性由于波動說沒有由于波動說沒有數(shù)學基礎以及牛數(shù)學基礎以及牛頓的威望使得微頓的威望使得微粒說一直占上風粒說一直占上風1919世紀末光電效應現(xiàn)象使得世紀末光電效應現(xiàn)象使得愛因斯坦在愛因斯坦在2020世紀初提出了世紀初提出了光子說：光具有粒子性光子說：光具有粒子性這里的光子完全不同于牛頓所說的這里的光子完全不同于牛頓所說的“微粒微?！惫獾谋拘怨獾谋拘怨饧染哂胁▌有裕志哂泄饧染哂胁▌有?，又具有粒子

2、性粒子性實驗演示實驗演示 動畫演示：動畫演示：（光的折射光的折射） 當窄光束由空氣斜射向玻璃表面時，入射光的反射和當窄光束由空氣斜射向玻璃表面時，入射光的反射和折射現(xiàn)象是怎樣的？下面的這副畫面，你能解釋它的拍攝折射現(xiàn)象是怎樣的？下面的這副畫面，你能解釋它的拍攝光路嗎？看過動畫演示后，你是不是都明白了呢？光路嗎？看過動畫演示后，你是不是都明白了呢？實驗演示實驗演示 結(jié)論：光從空氣射到玻璃上，在界面上一部分光發(fā)結(jié)論：光從空氣射到玻璃上，在界面上一部分光發(fā)生反射，回到空氣中；另一部分光射入玻璃中，并改變生反射，回到空氣中；另一部分光射入玻璃中，并改變了原來的傳播方向了原來的傳播方向 光從一種介質(zhì)射入

3、到另一介質(zhì)時傳播光從一種介質(zhì)射入到另一介質(zhì)時傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射12空氣空氣玻璃玻璃NNAOB1入射光線和法線的夾角入射光線和法線的夾角入射角入射角2折射光線和法線的夾角折射光線和法線的夾角折射角折射角折射定律折射定律12空氣空氣玻璃玻璃NNAOB 在初中已經(jīng)學過，折射光線在初中已經(jīng)學過，折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線位于法線的折射光線和入射光線位于法線的兩側(cè)，但是，入射角和折射角之兩側(cè)，但是，入射角和折射角之間究竟有什么定量關(guān)系呢？間究竟有什么定量關(guān)系呢？16211621年，荷蘭數(shù)學家斯涅

4、耳終于找到年，荷蘭數(shù)學家斯涅耳終于找到了入射角和折射角之間的規(guī)律了入射角和折射角之間的規(guī)律斯斯涅涅耳耳1 1、折射定律：、折射定律：（1 1）折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)）折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)（2 2）折射光線，入射光線在法線兩側(cè)）折射光線，入射光線在法線兩側(cè)（3 3）1221sinsinn12空氣玻璃NNAOB入射角的正弦跟折射角的入射角的正弦跟折射角的正弦成正比正弦成正比，如果用如果用n來表來表示這個比例常數(shù)，就有：示這個比例常數(shù)，就有：光的折射定律（斯涅耳定律）光的折射定律（斯涅耳定律）ir空氣空氣水水2、折射光路是可逆的、折射光路是可逆的 折射率折射率 光從一種

5、介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，雖然入射角的光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n n，但是對不同的但是對不同的介質(zhì)來說，這個常數(shù)介質(zhì)來說，這個常數(shù)n n是不同的，它是一個反應介質(zhì)是不同的，它是一個反應介質(zhì)光學性質(zhì)的物理量，物理學中把光從真空射入某種光學性質(zhì)的物理量，物理學中把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角與折射角的正弦之比介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角與折射角的正弦之比n n，叫叫做這種介質(zhì)的折射率做這種介質(zhì)的折射率 研究表明，光在不同介質(zhì)的速度不同，這也是光研究表明，光在不同介質(zhì)的速度不同，這也是光發(fā)生折射的原因發(fā)生折射的原因 某種介

6、質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v v之比即：之比即：vcn 所有介質(zhì)的折射率都大于所有介質(zhì)的折射率都大于1 121sinsinn折射率折射率對于折射率應從下面幾個層次來理解對于折射率應從下面幾個層次來理解 1 1、在光的折射現(xiàn)象中，折射角隨著入射角的變化而在光的折射現(xiàn)象中，折射角隨著入射角的變化而變化，而兩角的正弦值之比是個常數(shù)變化，而兩角的正弦值之比是個常數(shù) 2 2、對于不同的介質(zhì)，此常數(shù)的值是不同的、對于不同的介質(zhì)，此常數(shù)的值是不同的n是是一個反應介質(zhì)光學性質(zhì)的物理量一個反應介質(zhì)光學性

7、質(zhì)的物理量 3 3、介質(zhì)的折射率是由介質(zhì)本身性質(zhì)決定的它取介質(zhì)的折射率是由介質(zhì)本身性質(zhì)決定的它取決于光在介質(zhì)中傳播的速度決于光在介質(zhì)中傳播的速度 問題：問題：n玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入玻璃是一種透明介質(zhì)，光從空氣入射到玻璃的界面上會發(fā)生折射，如射到玻璃的界面上會發(fā)生折射，如何把玻璃的折射率測出來？何把玻璃的折射率測出來？實驗：測玻璃磚的折射率實驗：測玻璃磚的折射率實驗器材：實驗器材：玻璃磚玻璃磚 白白 紙、大頭針若干、鉛筆、紙、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器直尺、量角器實驗原理：實驗原理：1、根據(jù)折射率的定義、根據(jù)折射率的定義： 要測折射率，要測折射率，必須知道與一個折必須知道與一個折射

8、現(xiàn)象對應的折射射現(xiàn)象對應的折射角和入射角。角和入射角。空氣空氣玻璃玻璃 i=? r=?界面界面法線法線rinsinsin實驗過程：實驗過程：應用應用1 1： 人在水上看到人在水上看到物體的像，比實際物體的像，比實際物體位置偏上，感物體位置偏上，感覺水比較淺。覺水比較淺。從上向下看從上向下看, ,nHh折射率實際深度視深 假設地球表面不存在大氣層假設地球表面不存在大氣層, ,那么人那么人們觀察到的日出時刻與存在大氣層的情們觀察到的日出時刻與存在大氣層的情況相比況相比, ,A.A.將提前將提前 B.B.將延后將延后C.C.在某些地區(qū)將提前在某些地區(qū)將提前, ,在另一些地區(qū)將延后在另一些地區(qū)將延后 D.D.不變不變應用應用2 2：有大氣，看到太陽更早有大氣，看到太陽更早沒有大氣，將遲一些看到?jīng)]有大氣，將遲一些看到太陽太陽 例：光線以例：光線以3030的入射角從玻璃射向空氣，的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成它的反射光線與折射光線成90 90 夾角，則夾角，則玻璃的折射率為玻璃的折射率為？ri玻璃玻璃空氣空氣 3 光在某種介質(zhì)中的傳播速度是光在某種介質(zhì)中的傳播速度是2.122108m/s，當光線以當光線以30入射角由該入射角由該介質(zhì)射入空氣時，折射角為多少？介質(zhì)射入空氣時，折射角為多少？例：例：45irir例：光線從空氣中以入射角例：光線從空氣中以入射角i射在玻璃射在玻