13.1光的反射和折射課件

1、光到底是什么？17世紀(jì)明確形成了兩大對立學(xué)說牛頓惠更斯微粒說波動說19世紀(jì)初證明了波動說的正確性由于波動說沒有數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及牛頓的威望使得微粒說一直占上風(fēng)19世紀(jì)末光電效應(yīng)現(xiàn)象使得愛因斯坦在20世紀(jì)初提出了光子說：光具有粒子性這里的光子完全不同于牛頓所說的“微?！惫獾谋拘?光既具有波動性，又具有粒子性13.1光的反射和折射 光射到界面時，能進(jìn)入另一種介質(zhì)，同時又回到原來的介質(zhì)。這樣的現(xiàn)象分別叫光的折射和反射一個枉自嗟呀一個空勞牽掛一個是水中月一個是鏡中花想眼中能有多少淚珠兒怎經(jīng)得秋流到冬盡春流到夏 枉凝眉垂釣綠灣春，春深杏花亂。潭清疑水淺，荷動知魚散。日暮待情人，維舟綠楊岸。釣魚灣儲光羲湯姆大叔

2、漫畫系列視深度(看到的深度)小于實(shí)際深度12空氣水折射光線入射光線反射光線光的反射和折射分辨入射、折射、反射光線、法線、界面？平面鏡入射光線反射光線法線入射角反射角一、光的反射：光射到介質(zhì)1、介質(zhì)2的界面時，一部分光返回到介質(zhì)1的現(xiàn)象（1）反射光線、入射光線、法線共面（3）反射光線、入射光線關(guān)于法線對稱（2）反射角等于入射角（光線與法線的夾角） OAB（4）光路可逆：沿原來的反射光線入射，將沿原來入射光線射出 （1） 折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi).（2） 折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)二、光的折射1.定義：光從介質(zhì)1斜射入介質(zhì)2時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象12空氣水折射光線入射光線2.

3、規(guī)律（3）當(dāng)入射角增大時，折射角也隨著增大 （4）光路可逆：沿原來的折射光線入射，將沿原來入射光線射出（完成教材P48 T1）思考：入射角、折射角大小有何定量關(guān)系？Sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.501.50入射角i1020304050607080折射角r6.613.219.525.430.735.338.841.1玻璃水折射角r7.514.922.128.935.240.64547.8Sini/sinr1.331.331.331.331.331.331.331.33金剛石折射角r4.18.111.915.418.52122.924Sini/sinr2.4

4、22.432.422.422.412.422.412.42可看出：光從空氣（真空）進(jìn)入同一種介質(zhì)，總有入射角與折射角的正弦之比相等（不同介質(zhì)比值不同）。思考：如果將玻璃換成其它介質(zhì)，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的結(jié)論？（5）入射角的正弦和折射角的正弦成正比 空氣玻璃 n12 大于 1玻璃空氣 n21 小于 1=n1212空氣玻璃NNAOB比例常數(shù)由光路可逆，可知：折射定律（斯涅耳定律）思考：入射角的正弦與折射角的正弦的比為常數(shù)，它跟什么因素有關(guān)呢？光傳播所通過的物質(zhì)（介質(zhì)）威里布里德斯涅耳簡介 威里布里德斯涅耳（1591-1626），荷蘭數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家，曾在萊頓大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)教授。斯涅

5、爾最早發(fā)現(xiàn)了光的折射定律，使幾何光學(xué)的精確計算成為了可能。折射定律（也稱斯涅耳定律）是從實(shí)驗(yàn)中得到的，未做任何的理論推導(dǎo)，雖然正確，但卻從未正式公布過。只是后來惠更斯和伊薩克沃斯兩人在審查他遺留的手稿時，才看到這方面的記載。 首次把折射定律表述為今天的這種形式的是笛卡兒，他沒做任何的實(shí)驗(yàn)，只是從一些假設(shè)出發(fā)，并從理論上推導(dǎo)出這個定律。笛卡兒在他的屈光學(xué)（1637）一書中論述了這個問題。 折射定律是幾何學(xué)的最重要基本定律之一。斯涅耳的發(fā)現(xiàn)為幾何光學(xué)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)，把光學(xué)發(fā)展往大大的推進(jìn)了一步。4.說明：(1)n的大小與介質(zhì)有關(guān)，與i和r無關(guān)，對于確定介質(zhì)，n是定值 (2)折射率無單位，任何

6、介質(zhì)的折射率皆大于1(n1)（原因呢？）sinisinrn=2.定義式三、折射率1. 定義：光從真空射入某種介質(zhì)時，入射角i與折射角r的正弦比值，叫做該介質(zhì)的絕對折射率n，簡稱折射率。3.決定式：某介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度C與光在介質(zhì)中的速度v之比：n=cv5.幾種介質(zhì)的折射率介質(zhì)折射率金剛石2.42二氧化碳1.63真空折射率 = 1介質(zhì)折射率巖鹽1.55酒精1.36水晶1.55玻璃1.5-1.8水1.33空氣1.000286. 意義：反映介質(zhì)對光的偏折能力的大小7.折射原因：光在不同介質(zhì)中的速度不同(比較折射率與密度有關(guān)嗎？）本節(jié)小結(jié)：1、折射定律：2、折射率：(1)、角度關(guān)系：=

7、nn=n= (從真空進(jìn)入介質(zhì)）（從介質(zhì)進(jìn)入真空）(1)、共面、兩側(cè)(2)、方向關(guān)系：(2)、速度關(guān)系：n=3、物理學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)研究嘗試題1、(即時突破，小試牛刀)1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例與練：答案：C 嘗試題3、假設(shè)地球表面不存在大氣層,那么人們觀察到的日出時刻與存在大氣層的情況相比, A.將提前 B.將延后 C.不變 D.在某些地區(qū)將提前,在另一些地區(qū)將延后 沒有大氣有大

8、氣(B)嘗試題4、如圖一個儲油桶的底面直徑與高均為d當(dāng)桶內(nèi)沒有油時，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的點(diǎn)C，兩點(diǎn)距離d/4求：油的折射率和光在油中傳播的速度。dCAFDOBCGOACBGDF因底面直徑和桶高相等,由此可知 AOF= ABG=450又OD=2CD油的折射率光在油中的傳播速度解:【方法總結(jié)】解答此類問題要注意：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖；(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系,要注意入射角、折射角的確定；(3)利用反射定律、折射定律求解；(4)注意光路可逆性、對稱性的應(yīng)用光的反射、折射光路的計算23.1 cm嘗試題5、

9、 嘗試題6：光線以30的入射角從玻璃射向空氣，它的反射光線與折射光線成90 夾角，則玻璃的折射率為 ？ri玻璃空氣 2、如圖所示，三棱鏡的頂角是30度，光線從AB面垂直射入，由AC面射出，測得出射光線與入射光線的夾角為30度，則該三棱鏡的折射率為多少？光在玻璃中的速度為多少？嘗試題7：如圖所示，三棱鏡的頂角是30度，光線從AB面垂直射入，由AC面射出，測得出射光線與入射光線的夾角為30度，則該三棱鏡的折射率為多少？光在玻璃中的速度為多少？嘗試題8、在一個寬60cm，深度為40cm的玻璃水槽中裝滿水，一條光線挨著槽壁上沿射入水中，剛好折射到槽底部中間O點(diǎn)，則光線射入的入射角是幾度？irir思考：光線從空氣中以入射角i射在玻璃磚的上表面上，穿過玻璃磚后，又射入空氣中。如果玻璃磚的上下表面是平行的，求光線從玻璃磚射出后的傳播方向的特點(diǎn)。 單色光經(jīng)玻璃磚后，側(cè)移而傳播方向不變 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，如何把玻璃的折射率測出來？四、知識應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)演示：測玻璃磚