高中物理光第一節(jié)光的折射定律學(xué)案含解析粵教版選修

1、第一節(jié)光的折射定律學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1能記住折射定律的內(nèi)容，會分析光的折射現(xiàn)象，會計(jì)算相關(guān)的光的折射問題2能記住折射率的定義及其與光速的關(guān)系，會計(jì)算相關(guān)問題3能記住折射現(xiàn)象中光路是可逆的，會分析相關(guān)的問題重點(diǎn)：1對折射定律的理解和相關(guān)問題的分析與計(jì)算2對折射率的理解和相關(guān)計(jì)算難點(diǎn)：1用惠更斯原理解釋折射定律2光發(fā)生折射的原因一、光的折射1折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象2折射定律折射光線、入射光線跟法線在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線分別位于法線兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比3光路可逆性在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的預(yù)習(xí)交流1當(dāng)光線垂直地射到兩種介質(zhì)的界面時(shí)（此時(shí)的

2、入射角為0°），其傳播方向改變嗎？這個(gè)現(xiàn)象說明了什么？（兩種介質(zhì)均為透明介質(zhì)）答案：不改變這個(gè)現(xiàn)象說明：光線從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，才發(fā)生折射現(xiàn)象，如果光線垂直入射，傳播方向不改變，即不發(fā)生折射二、折射率1定義光從真空射入某種介質(zhì)，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介質(zhì)的折射率，用n表示，n2物理意義表示介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量3折射率與光速的關(guān)系介質(zhì)的折射率等于光在真空中的速度與在該介質(zhì)中的速度之比即n預(yù)習(xí)交流2站在湖邊，我們可以看到一群群小魚在清清的湖水中游來游去，追逐嬉戲，試用光的折射的知識分析魚的實(shí)際位置是否是在我們看到的位置？說明理由答案：不是設(shè)點(diǎn)S表示魚所在的

3、實(shí)際位置，則點(diǎn)S發(fā)出的光線射到水和空氣的分界面處要發(fā)生折射，由S點(diǎn)發(fā)出的入射光線對應(yīng)的折射光線的反向延長線交于一點(diǎn)S，S即為S的虛像點(diǎn)，由S點(diǎn)發(fā)出的任意兩條入射光線對應(yīng)的折射光線的反向延長線的交點(diǎn)，即可確定S的位置，如圖所示，由圖可知S點(diǎn)在其虛像點(diǎn)S的下方一、光的折射1當(dāng)光發(fā)生折射時(shí)，反射情況同時(shí)存在嗎？答案：一定同時(shí)存在2入射光線、反射光線、折射光線和法線一定在同一平面嗎？答案：一定在同一平面內(nèi)3在光發(fā)生折射時(shí)，光的傳播方向一定要發(fā)生變化嗎？答案：一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向不發(fā)生變化此時(shí)，光未發(fā)生折射4我們是否可以推測：光是一種波，我們常說的“光線”就是光波的波線？答案：光是

4、一種波，即光波我們常說的“光線”就是光波的波線5如圖所示，一圓柱形容器，底面直徑和高度相等，當(dāng)在S處沿容器邊緣的A點(diǎn)方向觀察空筒，這時(shí)能看到筒底上的什么位置？向筒內(nèi)逐漸加滿某種液體，保持觀察點(diǎn)位置不變，在此過程中能看到的筒底上的位置有何變化？發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是什么？答案：觀察空筒時(shí)，光是沿直線傳播的，能看到的筒底上的位置在與S、A共線的B點(diǎn)向筒內(nèi)加入液體后，筒底上某點(diǎn)發(fā)出的光線在液體和空氣的分界面處發(fā)生折射，如圖所示由光路可逆知，能看到的位置逐漸右移一束光線與水平方向成30°，從空氣射入水中，其反射光線和折射光線恰好垂直，則反射角和折射角各為（）A30°30°B

5、60°60°C60°30° D30°60°答案：C解析：我們可以根據(jù)題意畫一簡單的光路圖，根據(jù)題中條件可知入射角為60°，則反射角為60°，由反射光線和折射光線的垂直關(guān)系可知折射角為30°1在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的2垂直界面入射的光線不發(fā)生折射3發(fā)生折射的根本原因是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同二、折射率1當(dāng)光由真空射入水中時(shí)，折射角隨入射角的增大而增大，其正弦之比也隨之增大嗎？答案：對于確定的介質(zhì)，雖有折射角隨入射角的增大而增大的事實(shí)，但入射角與折射角的正弦之比（即介質(zhì)的折射率）是不變的2折射率的定義式

6、n，而，其中1一定是入射角，2一定是折射角嗎？答案：不一定，但1一定是光在真空中光線與法線的夾角，2是光在介質(zhì)中光線與法線的夾角3任何介質(zhì)的折射率都一定大于1嗎？為什么呢？答案：一定，由n知，任何介質(zhì)的速度不能大于光速，最大只能接近于光速，故任何介質(zhì)的折射率都大于14不同介質(zhì)折射率不相同，而它們的密度也往往不同，那么介質(zhì)的折射率與其密度有什么關(guān)系？是不是介質(zhì)的密度越大，其折射率就越大？答案：介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的密度沒有必然的聯(lián)系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度較大，但水的折射率較小關(guān)于折射率，下列說法正確的是（）A由n知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B由n知，介質(zhì)的折射率與折射

7、角的正弦成反比C由n知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時(shí)，折射率與波長成反比答案：CD解析：介質(zhì)的折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)特性的物理量，由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；由于真空中的光速是個(gè)定值，故n與v成反比是正確的，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，選項(xiàng)C對；由vf，當(dāng)f一定時(shí)，v正比于，n與v成反比，故折射率與波長也成反比，選項(xiàng)D對1有關(guān)折射率的表達(dá)式n中，1為真空中光線與法線的夾角，不一定是入射角；2為介質(zhì)中的光線與法線的夾角，也不一定是折射角；2介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的密度沒有必然聯(lián)系，密度大，折

8、射率未必大；3介質(zhì)的折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和光的頻率共同決定，與入射角和折射角無關(guān)；4由n知，由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何其他介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率都大于11光從某種介質(zhì)中射入空氣中，入射角1從零開始增大時(shí)，折射角2也隨之增大，下列說法正確的是（）A比值不變B比值不變C比值是一個(gè)大于1的常數(shù)D比值是一個(gè)小于1的常數(shù)答案：BD解析：根據(jù)折射定律，光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)常數(shù)，可知B項(xiàng)正確；由光路可逆知n，且n1，故1，D項(xiàng)正確2關(guān)于光的反射與折射，以下說法正確的是（）A光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變B光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向可能偏轉(zhuǎn)90°C光發(fā)生折射時(shí)

9、，不一定伴隨著反射現(xiàn)象D光發(fā)生反射時(shí)，一定伴隨著折射現(xiàn)象答案：AB解析：光發(fā)生反射時(shí)，光的傳播方向一定改變，選項(xiàng)A正確當(dāng)入射角為45°時(shí)，反射角也為45°，光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，選項(xiàng)B正確光發(fā)生折射時(shí)，一定伴隨著反射現(xiàn)象3如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則（）A折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大B折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小C折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大D折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小答案：BC解析：根據(jù)折射率的定義n，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對光的偏折作用就越大；

10、反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對光的偏折作用就越小4一條光線以40°的入射角從真空射到平板透明材料上，光的一部分被反射，另一部分被折射，折射光線與反射光線的夾角可能是（）A小于40° B在50°100°之間C在100°140°之間 D大于140°答案：C解析：根據(jù)折射率的定義n1，折射角2140°，反射角3140°，如圖所示，故折射光線與反射光線的夾角4180°32140°2即100°4140°，C正確5如圖所示，一儲油圓桶，底面直徑與高均為d，當(dāng)桶內(nèi)無油時(shí)，從某點(diǎn)A恰好能看到桶底邊緣上的某點(diǎn)B，當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，在A點(diǎn)沿AB方向看去，看到桶底的C，B、C相距d，由此可得油的折射率n_，光在油中的傳播速度v_m/s答案：2.0×108 m/s解析：