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光的折射第四章光

人教版（2019）選修第一冊(cè)1.認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象,知道法線、入射角、折射角的含義。2.理解折射定律,會(huì)利用折射定律解釋相關(guān)光現(xiàn)象和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題。3.理解折射率的概念,會(huì)測(cè)定玻璃的折射率。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：射水魚(yú)在水中能準(zhǔn)確射中水面上不遠(yuǎn)處的小昆蟲(chóng)。

水中的魚(yú)看到小昆蟲(chóng)在什么位置？是在昆蟲(chóng)的上方還是下方？導(dǎo)入新課一、折射定律思考：光從一種介質(zhì)射到另一種介質(zhì)，在兩種介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生哪些現(xiàn)象？

光的反射

光的折射NN'介質(zhì)1法線界面θ1介質(zhì)2θ2o

光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí)另一部分光會(huì)進(jìn)入第2種介質(zhì)的現(xiàn)象，稱為光的折射。思考：⑴折射光線與入射光線、法線之間有什么特點(diǎn)？

⑵折射角與入射角有什么定量關(guān)系？

實(shí)驗(yàn)器材

半圓柱玻璃磚、光源（方向性好）、量角器、白紙、三角板、鉛筆等入射角：θ1折射角：θ2建立概念:光的折射

實(shí)驗(yàn)思路

如圖，為半圓柱玻璃磚，光線平行半圓面經(jīng)由圓心射入玻璃磚，折射光線將沿著半徑方向前進(jìn)。

測(cè)量多個(gè)入射角和折射角，找出這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。θ2θ1觀察①入射光線、折射光線、法線是否在同一平面內(nèi)？②觀察折射光路，入射光線、折射光線和法線的位置關(guān)系如何？③折射光線是偏向還是偏離法線?④逐漸增大入射角，折射角如何變化？光從空氣射入玻璃的折射

實(shí)驗(yàn)演示入射角θ1折射角θ2入射角θ1/rad折射角θ2/rad入射角θ1正弦折射角θ2正弦000000100700.1750.1220.1740.1222001600.3490.2790.3420.2763001900.5240.3320.5000.3264002400.6980.4190.6430.4075003200.8730.5590.7660.5306003501.0470.6110.8660.5747003801.2220.6630.9400.6168004201.3960.7330.9850.669△定性：光從空氣斜射入玻璃時(shí)，入射角大于折射角；

光垂直射入玻璃時(shí)，光不發(fā)生偏折。

數(shù)據(jù)分析、、、、、、荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳于1621年所發(fā)現(xiàn)。結(jié)論：入射角的正弦與折射角的正弦成正比。△定量：分別作出θ1—θ2與sinθ1—sinθ2關(guān)系圖像

折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。1.內(nèi)容⑴

n12

是比例常數(shù)，它與入射角、折射角的大小無(wú)關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。實(shí)驗(yàn)總結(jié):

折射定律NN'空氣法線界面θ1θ2玻璃思考：n12

由什么因素決定？

光路是否可逆？⑵在光的反射和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的。2.表達(dá)式針對(duì)練關(guān)于光的折射,下列說(shuō)法正確的是

()

A.折射光線一定在法線和入射光線所確定的平面內(nèi)

B.入射光線和法線與折射光線不一定在一個(gè)平面內(nèi)

C.入射角總大于折射角

D.光線從空氣斜射入玻璃時(shí),入射角大于折射角AD二、折射率思考：根據(jù)下列兩圖分析，折射定律中的比值n能反映出什么問(wèn)題？NN'空氣法線界面θ1θ2玻璃NN'空氣法線界面θ1θ2水結(jié)論：反映介質(zhì)對(duì)光的偏折能力的大小，n越大光線偏折越厲害。1.定義：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱折射率。⑵n的大小與介質(zhì)有關(guān)，與i和r無(wú)關(guān)。⑴n無(wú)單位，n>大于1。2．物理意義：真空折射率=1建立概念:折射率NN'空氣法線界面θ1θ2玻璃反映介質(zhì)對(duì)光的偏折能力大小的物理量。同一入射角時(shí)，n越大，光線偏折越厲害3.折射率決定式?jīng)Q定式

折射產(chǎn)生原因---光在不同介質(zhì)中的速度不同。思考：⑴酒精與水哪個(gè)密度大？哪個(gè)折射率大？

⑵空氣的折射率可視為1的原因？有什么猜想？結(jié)論：像的位置(視深)比物體的實(shí)際位置(實(shí)深)偏高，池底也變淺。

從空氣中看水里魚(yú)或池塘底部的石塊，是在其實(shí)際位置的上方還是下方？實(shí)深視深實(shí)例分析

水中魚(yú)看岸上物體，是在物體實(shí)際位置的上方還是下方？結(jié)論：像的位置(視高)比物體的實(shí)際位置(實(shí)高)偏高。小結(jié)：物體的視深、視高均比其實(shí)際位置偏高。例題如圖一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)沒(méi)有油時(shí)，從某點(diǎn)Ａ恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)B。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿AB方向看去，恰好看到桶低上的點(diǎn)C，CB兩點(diǎn)距離d/4。求油的折射率和光在油中傳播的速度。ＢAdCODNN'θ2解析①根據(jù)題意準(zhǔn)確、規(guī)范地畫(huà)出光路圖,確定好界面和法線。②利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系。③利用折射定律

，折射率公式列式求解，必要時(shí)可利用光路可逆原理輔助解題。方法指導(dǎo):解決光的折射問(wèn)題針對(duì)練一束光從某種介質(zhì)射入空氣中時(shí),入射角θ1=30°,折射角θ2=60°,折射光路如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是

()

A.此介質(zhì)折射率為

B.此介質(zhì)折射率為BCC.相對(duì)于空氣此介質(zhì)是光密介質(zhì)