1、.第十三章第十三章 光光.一、光的反射和折射一、光的反射和折射 光射到兩種介質的界面時，一部分光進入另一光射到兩種介質的界面時，一部分光進入另一種介質，同時另一部分光返回到原來的介質。這種種介質，同時另一部分光返回到原來的介質。這種現象分別叫光的折射和反射。現象分別叫光的折射和反射。.空氣空氣水水入射光線入射光線反射光線反射光線折射光線折射光線法法線線入入射射角角反反射射角角折折射射角角基本概念基本概念.12空氣空氣水水折射光線折射光線入射光線入射光線反射光線反射光線一、光的反射和折射一、光的反射和折射判斷入射、折射、反射光線、法線、界面？判斷入射、折射、反射光線、法線、界面？.平面鏡平面鏡入

2、射光線入射光線反射光線反射光線法線法線入射角入射角反射角反射角光的反射光的反射：光射到介質：光射到介質1、介質、介質2的界面時，一的界面時，一部分光返回到介質部分光返回到介質1的現象的現象（1 1）反射光線、入射光線、法線共面）反射光線、入射光線、法線共面（3 3）反射光線、入射光線關于法線對稱）反射光線、入射光線關于法線對稱（2 2）反射角等于入射角（光線與法線的夾角）反射角等于入射角（光線與法線的夾角） OAB（4 4）光路可逆：）光路可逆：定律理解：定律理解：1、反射定律：、反射定律：. （1 1） 折射光線、入射折射光線、入射光線、法線在同一平面光線、法線在同一平面內內. .（2 2）

3、 折射光線和入射光折射光線和入射光線分居法線兩側線分居法線兩側2 2、光的折射、光的折射 定義定義：光從介質：光從介質1 1斜射斜射入介質入介質2 2時，傳播方向發生改變時，傳播方向發生改變的現象的現象1 12 2空氣空氣水水折射光線折射光線入射光線入射光線 規律：規律：（3 3）當入射角增大時，折射角也隨著增大）當入射角增大時，折射角也隨著增大 （4 4）光路可逆：）光路可逆：.當光從當光從空氣空氣斜射入斜射入水水中時，折射中時，折射角小于入射角角小于入射角 當光從當光從水水斜射入斜射入空氣空氣時，折射角時，折射角大于入射角大于入射角 空氣空氣水水思考；思考；入射角、折射角大小關系及與介質的

4、關系入射角、折射角大小關系及與介質的關系 ？.入射角折射角1 1 / / 2 2sin1 1/sin/sin2 2光由空氣射入玻璃時入射光由空氣射入玻璃時入射角角1和出射角和出射角2的數值表的數值表:1.491.531.591.631.97分析表格數據思考：分析表格數據思考：入射角和折射角有什入射角和折射角有什么定量關系呢？么定量關系呢？1.49 1.491.511.501.5130019.6040025.2050030.7080040.6015013.40 506.7010010.1020016.701.491.491.501.49 1.49 1.49 12567834 入射角入射角正弦正弦

5、和折射和折射角角正弦正弦比值相等比值相等=n斯 涅 耳 定 律斯 涅 耳 定 律.3.說明：說明：(1)n n的大小的大小與介質有關，與與介質有關，與i i和和r r無關無關，對于，對于確定介質，確定介質，n n是定值是定值 (2)(2)折射率無單位，折射率無單位，任何介質的折射率皆大于任何介質的折射率皆大于1(n1)（原因呢？）（原因呢？）sin1sin2n=1.定義式定義式二、折射率二、折射率：光：光從真空射入某種介質從真空射入某種介質發生折射時，入發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質的絕對折射率，簡稱折射率。射率，簡稱

6、折射率。2.2.決定式：某介質的折射率，等于光在決定式：某介質的折射率，等于光在真空中的真空中的速度速度C C與光在與光在介質中的速度介質中的速度v v之比：之比：n=cv.4.幾種介質的折射率幾種介質的折射率(比較密度）比較密度）介質介質折射率折射率金剛石金剛石2.42二氧化碳二氧化碳1.63真空折射率真空折射率 = 1介質介質折射率折射率巖鹽巖鹽1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空氣空氣1.000285. 意義：意義：反映介質對光的偏折能力的大小反映介質對光的偏折能力的大小6.折射原因：光在不同介質中的速度不同折射原因：光在不同介質中的速度不同.空氣

7、空氣玻璃玻璃空氣空氣水水折射率折射率-反映介質對光的折射作用反映介質對光的折射作用 iirr.應用：應用： 人在水上看到物體的人在水上看到物體的像，比實際物體位置偏像，比實際物體位置偏上，感覺水比較淺。上，感覺水比較淺。.假設地球表面不存在大氣層假設地球表面不存在大氣層, ,那么人們觀察到的日出時刻那么人們觀察到的日出時刻與存在大氣層的情況相比與存在大氣層的情況相比, , A. A.將提前將提前 B. B.將延后將延后 C.不變不變 D.D.在某些地區將提在某些地區將提前前, ,在另一些地區將延后在另一些地區將延后 沒有大氣沒有大氣有大氣有大氣.例例如圖一個儲油桶的底面直徑與高均為如圖一個儲油

8、桶的底面直徑與高均為d當當桶內沒有油時，從某點恰能看到桶底邊桶內沒有油時，從某點恰能看到桶底邊緣的某點。當桶內油的深度等于桶高的緣的某點。當桶內油的深度等于桶高的一半時，仍沿方向看去，恰好看到桶一半時，仍沿方向看去，恰好看到桶低上的點低上的點c，兩點距離，兩點距離d/4求油的折求油的折射率和光在油中傳播的速度射率和光在油中傳播的速度.OACBGDF因底面直徑和桶高相等因底面直徑和桶高相等,由此可知由此可知 AOF= ABG=450又又OD=2CD油的折射率油的折射率光在油中的傳播速度光在油中的傳播速度解解:22ODCDCD 51 CODsin5122 210 CODsinAOFsinn ) s

9、/m(109 . 18 210100 . 38 ncv .我們是怎樣看到水中的我們是怎樣看到水中的魚的？魚的？有光從水中傳到我們有光從水中傳到我們的眼睛。的眼睛。光從一種介質進入另一種介質傳播光從一種介質進入另一種介質傳播 .空氣空氣水水界面界面A AAA 從水中看水面上的物體，物體比實際的從水中看水面上的物體，物體比實際的高度要高度要高高.1、水中的倒影是塔橋所、水中的倒影是塔橋所形成的形成的 像。像。是由是由 形成的。形成的。光的反射光的反射2 2、什么叫光的反射、什么叫光的反射? ?光射到兩種介質的界面光射到兩種介質的界面上改變方向后又上改變方向后又返回原返回原來介質的現象來介質的現象虛

10、虛光的反射是光在同一種介質中傳播的現象。光的反射是光在同一種介質中傳播的現象。. 問題：問題：玻璃是一種透明介質，光從空氣入玻璃是一種透明介質，光從空氣入射到平行玻璃磚的界面上會發生折射，如射到平行玻璃磚的界面上會發生折射，如何把玻璃的折射率測出來？何把玻璃的折射率測出來？三、實驗：測玻璃磚的折射率三、實驗：測玻璃磚的折射率.1 1、原理：、原理：折射定律折射定律 2 2、方法：、方法：用用插針法插針法研究某一條光線經過平行玻璃磚，研究某一條光線經過平行玻璃磚，測出折射角和入射角。測出折射角和入射角。空氣空氣玻璃玻璃 1=? 2=?界面界面法線法線21sinsinn3 3、實驗器材、實驗器材：

11、玻璃磚、白紙玻璃磚、白紙 、大頭針若干、鉛筆、大頭針若干、鉛筆、直尺、量角器直尺、量角器.（1 1）鋪紙（將白紙用圖）鋪紙（將白紙用圖釘固定在木板上）釘固定在木板上） （2 2）在白紙上畫一條線）在白紙上畫一條線aaaa作為界面，過作為界面，過aaaa上的一點上的一點O O（作為入射點）畫法線（作為入射點）畫法線N NN,N,并畫并畫AOAO作為入射光線作為入射光線（3 3）把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與）把玻璃磚放在白紙上，使它的一邊與aaaa對齊對齊（確保（確保O為實際入射點）為實際入射點） ，確定，確定（如何確定，聯想驗（如何確定，聯想驗證平行四邊形定則實驗中記錄力的方向）證平行四邊形

12、定則實驗中記錄力的方向）玻璃磚的另玻璃磚的另一界面一界面bbbb （確保出射點準確）（確保出射點準確） 步驟（邊聽邊模仿）步驟（邊聽邊模仿）.（6 6）連接）連接OOOO，入射角，入射角i=AONi=AON, ,折射角折射角r r NOONOO，用量角器量出入射角和折射角，求出對應的正弦值，用量角器量出入射角和折射角，求出對應的正弦值，記錄在表格中記錄在表格中（5 5）移去在大頭針和玻璃磚，過）移去在大頭針和玻璃磚，過P P3 3、P P4 4所在處作直線所在處作直線DCDC與與bbbb交于交于o o（作為實際出射點），直線（作為實際出射點），直線O OD D代表代表沿沿AOAO方向入射光通過

13、玻璃磚后的傳播方向方向入射光通過玻璃磚后的傳播方向（4 4）在直線）在直線AOAO上豎直插大頭針上豎直插大頭針P P1 1、P P2 2，透過玻璃磚觀察透過玻璃磚觀察大頭針大頭針P P1 1、P P2 2的像，調整視線讓的像，調整視線讓P P2 2擋住擋住P P1 1的像。再在另的像。再在另一側豎直插上兩枚大頭針一側豎直插上兩枚大頭針P P3 3、P P4 4，使，使P P3 3擋住擋住P P1 1、P P2 2的像，的像，P P4 4擋住擋住P P3 3、P P2 2、P P1 1的像，記下的像，記下P P3 3、P P4 4位置位置.（7 7）用上述方法求出入射角分別為）用上述方法求出入射

14、角分別為30300 0、45450 0、60600 0時時的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中的折射角，查出它們的正弦值，填入表格中（8 8）算出不同入射角時的入射角與折射角的正弦比）算出不同入射角時的入射角與折射角的正弦比值，最后求出幾次實驗的平均值為折射率值，最后求出幾次實驗的平均值為折射率5、注意事項：、注意事項：（1）入射角一般取）入射角一般取15o75o為宜為宜 （太小，相對誤差大；（太小，相對誤差大；太大太大,使折射光線弱，不易觀察）使折射光線弱，不易觀察）（2）插針要）插針要豎直豎直，且間距適當大些（精確確定光路），且間距適當大些（精確確定光路） （3）插針法實驗，）插針法實驗，玻璃磚不能動玻璃磚不能動（移動會改變光路圖（移動會改變光路圖 ）（4）確定邊界線時）確定邊界線時嚴禁把玻璃磚當尺子用嚴禁把玻璃磚當尺子用（損壞玻璃（損壞玻璃磚），畫邊