11-1

光的折射現象與思考光的折射折射定律折射率光密介質與光疏介質折射定律常用公式形式現象與思考當我們在盛滿水的容器中放進一支筷子時，筷子在進入水面處發生明顯的彎折，如圖11.1-1所示。為什么筷子會“彎折”？圖11.1-1水中的筷子會“彎折”

將一枚硬幣放在容器底，我們從某一角度觀察時，看不到容器底的硬幣，保持眼睛和容器的位置不變，逐漸向容器中注入清水，當水面上升到一定高度時我們就能看見容器底部的硬幣了，如視頻11.1-1。為什么硬幣會變淺呢？

造成上面的實驗中視覺效果的原因，是因為光從一種介質（如空氣）進入另一種介質（如水或玻璃）時，其傳播方向發生了改變。一、光的折射

1.

概念

光從一種均勻介質射入另一種均勻介質時，傳播方向在界面發生改變的現象稱為光的折射。2.說明⑴

光從一種介質斜射入另一種介質中；⑵

傳播方向在界面發生改變。二、折射定律1.光的折射光的折射定律演示實驗如視頻11.1-2

2.實驗結論

當改變入射光的方向時，反射光、折射光的方向也都發生改變,但入射角正弦和對應的折射角正弦之比保持不變。3.折射定律

(1)光在兩種介質界面發生折射;(2)折射光線、入射光線和界面法線在同一平面內;

(3)折射光線、入射光線分居法線兩側；

(4)

入射角正弦與折射角之比為一常數。3.折射定律

(1)光在兩種介質界面發生折射;(2)折射光線、入射光線和界面法線在同一平面內;

(3)折射光線、入射光線分居法線兩側；

(4)

入射角正弦與折射角之比為一常數。4.公式圖11.1-3說明(1)光的折射現象中，光路可逆；(2)理論和實驗都證明：

注：v1和v2

分別是光在介質1、2（圖11.1-3）

中的傳播速度，且光從介質1斜射入介質2。三、折射率1.

概念

光從真空射入某種介質時，入射角α

的正弦與折射角γ

的正弦之比值，稱為這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，用n表示。2.

關于折射率的說明（1）介質不同折射率一般不同；⑶在介質中速度越小，折射率越大，反之越小。⑷介質的折射率是比值無單位，且總大于1。⑸介質折射率越大，光進入該介質的偏折程度也越大。折射率可用來比較各種介質偏折光線的程度。⑵實驗證明，介質的折射率等于光在真空中的速度c與光在介質中傳播速度v之比。即金剛石

2.42各種玻璃1.5～2.0水晶

1.54有機玻璃

1.49甘油1.47

螢石

1.43

酒精

1.36

乙醚

1.35

水

1.33

空氣

1.0003幾種介質的折射率則有或四、折射定律常用公式形式1.

推導過程當光從折射率n1

的介質進入折射率為n2的介質。由可得：根據則2.

折射定律常用公式形式或

上式就是折射定律常用的形式。五、光密介質與光疏介質1.概念

兩種介質相比較，折射率較小的，稱為光疏介質；折射率較大的稱為光密介質。2.說明⑴光密介質和光疏介質是相對的；⑵光從光疏介質射入光密介質時，折射角小于入射角，折射光線靠近法線；反之，則相反；⑶光從光密介質射入光疏介質時，折射角大于入射角，折射光線遠離法線。

例題1

游泳池水深h，垂直水面往下看，其視深h′為多少？（設水的折射率為n）

解：從池底一點S

發出兩條光線，一條垂直射出水面，另一條入射角為α，折射角為γ。這兩條光線折射光線的反向延長線的交點S'即S的像，像的深度變淺了。圖11.1-3在△ASO中，在△AS′O中，因為OS=h，OS′=h′，所以則垂直水面往下看時，α、γ都很小，所以

例題2

有一長方形容器，高30

cm,寬40

cm,在容器的底部平放一把長40

cm

的刻度尺，人眼在容器右側S

點觀察，視線沿著SA

斜向下剛好看到刻度尺R的左端零刻度O

點，現保持眼睛的位置不變，向容器內倒入某種液體，當容器中盛滿某種液體時，人眼恰能看到刻度尺上20

cm

處（B

點），試求容器中液體的折射率n。

分析：由題中所給條件，不倒液體時，SA連線直指零刻度O點倒入液體后，刻度尺上20cm的B處發出一條光線入射到液體和空氣的交界面上的A

點，折射后沿AS

進入眼睛，如圖11.1-4所示。解：根據光路可逆原理，光線可由SA方向入射，折射后沿AB方向。則圖11.1-4此例告訴了我們一種測量液體折射率的簡便方法。圖11.1-4練習

1.光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折，這種現象叫做__________。

2.光從空氣斜射入水或其他介質時，折射角

入射角；當光從水或其他介質斜射入空氣時，折射角____入射角；當光線垂直射向介質表面時，傳播方向________。

光的折射小于大于不改變

4．當光從________斜射入________時折射光線將偏離法線，這時折射角________于入射角。

大于光密介質光疏介質3.漁民在叉魚時，漁夫看到的魚是真實的魚的____像，這是因為，魚反射的光從_____射到______中發生了_______現象的緣故。漁夫看到魚時，魚也看到漁夫，這是因為在光的_______現象中光路是____的。虛

水中空氣

折射折射可逆

6．古詩詞中有許多描述光學現象的詩句，如“潭清疑水淺”說的就是光的_____