1、.人教版高二物理選修3-4 光的反射和折射 導學案一光的直線傳播： 1. 光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播，真空中傳播速度c=3.0×108m/s，介質(zhì)中傳播速度 2. 幾何光學是以光的直進為根底，通過幾何作圖的方法研究光具對光路的控制作用及成像規(guī)律，主要討論光的反射、折射及所產(chǎn)生的光學現(xiàn)象。 3. 影 由于光的直線傳播、當光遇到不透明物體時，物體向光的外表被照明，在背光面的前方形成一個光線照不到的黑暗區(qū)域，形成影。 1影分本影和半影：假設光源為非點光源時，將形本錢影和半影。 本影：光源的光線完全照不到的區(qū)域。 半影：光源的一部分光線照射的區(qū)域。 4. 光傳播到兩種介質(zhì)的分界面上，一部分

2、光返回原介質(zhì)中，并且改變傳播方向，這種現(xiàn)象稱為光的反射；一部分光進入另一種介質(zhì)中，并且改變了原來的傳播方向，這種現(xiàn)象叫光的折射。二光的反射 1. 反射定律：反射光線跟入射光線、法線在同一平面內(nèi)，反射光與入射光分別位于法線兩側(cè)，反射角等于入射角。 2. 平面鏡控制光路及平面鏡成像。三光的折射 1. 折射定律：折射光線跟入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于爾定律。 2. 折射率：n光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射的時候，入射角的正弦與折射角的正 某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度v之比： 3. 不同折射率的介質(zhì)相比較，折射率大的叫光密介質(zhì)，折射率小的叫光疏

3、介質(zhì)。【典型例題】 例1. 關于日食和月食，以下說法中正確的選項是 A. 在月球的本影區(qū)里能看到日全食 B. 在月球的半影區(qū)里能看到日偏食 C. 在月球進入地球的半影區(qū)時，可看到月偏食 D. 在月球全部進入地球的本影區(qū)時，可看到月全食 解析：此題應理解光直線傳播形成影的原理。通過作出光線傳播示意圖甲可看到，在月球的本影區(qū)里，太陽任何光線均不可能射入，故在里可看到日全食。在月球的半影區(qū)里，有部分太陽光線入射到，故在里可看到日偏食。故A和B選項是正確的。 在月球的半影區(qū)里只有太陽邊緣的光線射到，故在可看到日環(huán)食。 由圖乙可看到，當月亮進入地球的半影區(qū)a、c時，由于仍有部分光射到整個月球，整個月球仍

4、是亮的，只不過是比在半影區(qū)外稍暗一點，故在地球上不會看到月食。 只有當月球的一部分進入地球的本影區(qū)b時，才看到月偏食，故C錯；當月球全部進入地球的本影區(qū)時，看到月全食，故D選項正確。 答案：ABD。 例2. MN為一帶刻度的標尺，A處開一小孔，現(xiàn)讓一束激光沿垂直于MN的方向由A射向與MN平行的平面鏡，那么光線沿OA方向反射。當平面鏡受外界作用繞垂直于O的軸發(fā)生一小角度偏轉(zhuǎn)后，其反射光打在標尺的B點。假設標尺與平面鏡間距為h，AB間隔 為l，那么平面鏡沿_時針方向轉(zhuǎn)過的角度為_。 分析與解：如下圖，設反射光線轉(zhuǎn)過角，那么 說明：當入射光方向不變時，假設平面鏡順時針方向轉(zhuǎn)過角，那么反射光也將沿順時

5、針方向轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)過2角，這就是所謂“光放大作用?？捎脕盹@示微小形變?？ㄎ牡显S首先在實驗室測萬有引力恒量G就用到了這一點。 答案：順； 例3. 一個人從遠處走向一面豎直放置的平面鏡，他在鏡中的像的大小變化為 A. 逐漸變大B. 逐漸變小 C. 大小不變D. 無法確定 解析：據(jù)平面鏡成像的特點，應成與物等大的像，與物離鏡子間隔 無關。 答案：C。 說明：無論物體到鏡面的間隔 物距有多遠，像的大小總和物一樣大，當我們站在穿衣鏡前往后退時，看到鏡中的自己變小，是由于像的兩端到眼的連線的夾角變小的緣故，而不是像變小了。 例4. 在折射率為n，厚度為d的玻璃平板上方的空氣中有一點光源S，從S發(fā)出的光線SA

6、以入射角射到玻璃板上外表，經(jīng)過玻璃板后從下外表射出，如下圖假設沿此光線傳播的光從光源到玻璃板上外表的傳播時間與在玻璃板中的傳播時間相等，點光源S到玻璃板上外表的垂直間隔 應是多少？ 分析：傳到A和由A傳到B的時間相等，可結(jié)合勻速直線運動規(guī)律求解。 解：設點光源S到玻璃板上外表的垂直間隔 為L，光線在玻璃中的折射角為，那么光 答案： 例5. 如下圖，有一圓筒形容器，高H=20cm，筒底直徑為d=15cm，人眼在筒旁某點向筒內(nèi)壁觀察，可看到內(nèi)側(cè)深h=11.25cm。假如將筒內(nèi)注滿水觀察者恰能看到筒壁的底部，求水的折射率。 分析：注滿水后觀察者看到的筒壁的底部即筒壁底部在水中所成的像，據(jù)成像規(guī)律畫出

7、光路圖，如下圖，圖中實線為入射光線和折射光線，虛線為折射光線反向延長線，必過像點，據(jù)光路可逆及折射定律，那么問題可求。 解：設入射角，出射角i那么：【隨堂】 1. 如下圖，MN為平面鏡，S為點光源，請畫出從S點發(fā)出、經(jīng)MN反射后通過P點的光線。 2. 如下圖，AB代表物體，MN代表平面鏡。試畫出能從鏡中看到AB完好的像的范圍。 3. 如下圖，MN為平面鏡，鏡面朝下；P為一堵磚墻。試畫出從E點通過平面鏡MN看到磚墻P的右側(cè)空間的范圍。 4. 兩平面鏡鏡面相對、平行放置，中間有一個發(fā)光點S。當其中的一面鏡子以速率v沿垂直于鏡面的方向向光點S挪動時，在離鏡面最近的四個像中 A. 有兩個像速為2v B

8、. 有三個像速為2v C. 有兩個像朝S運動 D. 有三個像朝S運動 5. 手持一平面鏡，鏡高h=40cm，當它距眼a=50cm時，一座房子的像剛好占滿平面鏡的全部鏡高。假設平面鏡距房子D=19.5m，這座房子的高度H=_m。 6. 以下說法正確的選項是： A. 假如甲能從平面鏡中看到乙的腳，乙也一定能從平面鏡中看到甲的腳 B. 光束射向平面鏡，假設平面鏡繞入射點轉(zhuǎn)動角，反射光線將轉(zhuǎn)動2角 C. 只有鏡面反射才遵循反射定律，漫反射不遵循反射定律 D. 平面鏡反射不改變?nèi)肷涔馐男再|(zhì)：平行光入射，反射后仍為平行光；會聚光束反射后仍為會聚光；發(fā)散光束反射后仍為發(fā)散光 7. 以下說法正確的選項是：

9、A. 從岸上看湖底感覺比實際的深度淺 B. 從水面下看岸上的物體的高度感覺比實際高度低 C. 魚能在水中看到水面以上所有景物 D. 在兩種透明介質(zhì)的界面處，假如出現(xiàn)反射現(xiàn)象，就一定同時出現(xiàn)折射現(xiàn)象 8. 一條單色光線由空氣入射某介質(zhì)時，入射角是60°，折射光線與反射光線垂直，那么該介質(zhì)的折射率為 A. B. C. D. 2 9. 對于光由空氣射入水中的情況，下面說法中正確的選項是 A. 光的傳播方向一定改變 B. 折射角的正弦值一定大于入射角的正弦值 C. 光速一定變大 D. 光的頻率不變 10. 用某種材料制成頂角A為30°的直角三棱鏡，使一束光從它的直角邊AB垂直射入，

10、如下圖，當這束光從AC邊射出時，偏向角為30°，求這種材料的折射率。 11. 如下圖，一平面鏡置于折射率為的某種液體中，鏡面與程度面成30°角，液面上方是真空，要使光線經(jīng)平面鏡反射后能沿原光路返回真空中，求光線射入液體時的入射角為多大。 12. 如下圖，兩塊同樣的玻璃直角三棱鏡ABC，兩者的AC面是平行放置的，在它們之間是均勻的未知透明介質(zhì)。一單色細光束O垂直于AB面入射，在圖示的出射光線中 A. 1，2，3彼此平行中的任一條都有可能 B. 4，5，6彼此平行中的任一條都有可能 C. 7，8，9彼此平行中的任一條都有可能 D. 只能是4，6中的某一條 13. 一束光以45&

11、#176;角從空氣入射到某種介質(zhì)外表時，測得反射光線與折射光線間的夾角為105°，求這種介質(zhì)的折射率及光在這種介質(zhì)中的傳播速度。 14. 光從真空進入某種介質(zhì)外表，入射角為40°，那么反射光線與折射光線間的夾角可能范圍是： A. 大于140° B. 大于100°，小于140° C. 大于60°，小于100° D. 大于10°，小于60° 15. 如下圖，太陽光以37°仰角照射到水池邊長3m的豎直標尺上，標尺標明水深1.5m。求標桿在池底的影子有多長？設池底是程度的，水的折射率sin37°

12、;=0.6 16. 如下圖，MN是豎直放置的長L=0.5m的平面鏡，觀察者在A處觀察，有一小球從某處自由下落，小球下落的軌跡與平面鏡相距d=0.25m，觀察者能在鏡中看到小球像的時間t=0.2s。觀察的眼睛到鏡面的間隔 s=0.5m，求小球從靜止開場下落經(jīng)多長時間，觀察者才能在鏡中看到小球的像。取g=10m/s2 17. 一束光線以60°入射角射入折射率為的玻璃球中，經(jīng)過一次反射再經(jīng)過一次折射后，光線從玻璃球中射出，試作圖并證明出射光線與入射光線平行反向?！倦S堂練習答案】 1. 光路如下圖。 提示：作P點的像P，連接S、P作入射光線SA交鏡面于A點，連接A點和P點作反射光線 2. 光

13、路如下圖 提示：作物體AB的像AB，分別將虛像的兩個端點A、B與鏡面的兩個端點M、N連接，作反射光線，這些反射光線共同區(qū)域如下圖的灰色區(qū)域就是可以看到AB完好的像A、B的區(qū)域。 3. 如下圖 提示：把E的像E當作光源，E通過鏡面照亮的區(qū)域就是在E點可以看到的區(qū)域。 注意：這個區(qū)域受到鏡面的大小和墻的厚度限制，在圖中，假如鏡面再寬些，可見區(qū)域還要大一些。 4. B、D 5. 16m 提示：根據(jù)題意和平面鏡成像規(guī)律，畫出光路圖如下圖，物像相對鏡面間隔 為D，E為眼睛，看到像充滿鏡面，即從鏡面邊緣反射過來的光都能進入眼睛。由幾何關系即可求出物高。 6. BD7. AC8. B9. D 10. 11. 60° 提示：折射進入水中的光線要垂直平面鏡入射。 12. B 提示：據(jù)光的折射規(guī)律，玻璃狹縫中透明介質(zhì)可能折射率，也可能，還可能，故4、5、6三條光線都有可能。 13