资源预览内容
第1页 / 共28页
第2页 / 共28页
第3页 / 共28页
第4页 / 共28页
第5页 / 共28页
第6页 / 共28页
第7页 / 共28页
第8页 / 共28页
第9页 / 共28页
第10页 / 共28页
亲,该文档总共28页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
,第十三章 光,13.1 光的反射和折射,1.理解光的反射定律和折射定律,并能用来解释和计算有关问题. 2.理解折射率的定义及其与光速的关系,并能用来进行有关计算. 3.会测定玻璃的折射率.,学习目标定位,一、反射定律和折射定律,问题设计,皎洁的月光下,在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的倒影.同时,月光能够照亮水中的鱼和草,这说明光从空气射到水面时,一部分光射进水中,另一部分光返回到空气中,那么这两部分光的去向遵从什么规律呢? 答案折射定律和反射定律.,要点提炼,1.光的反射 (1)反射现象:光从一种介质射到它与第二种介质的 时,一部分光会返回到第一种介质的现象. (2)光的反射遵循反射定律:反射光线与入射光线、法线处在 内,反射光线与入射光线分别位于 ;反射角 入射角. (3)在光的反射现象中,光路 .,一、反射定律和折射定律,分,界面,同一平面,法,线的两侧,等于,可逆,2.光的折射 (1)光的折射现象 光从一种介质照射到两种介质的 时,一部分光 另一种介质并改变传播方向的现象,称为光的折射现象.,一、反射定律和折射定律,分界面,进入,(2)折射定律(如图1所示) 折射光线与入射光线、法线在 内, 折射光线与入射光线分别位于 ; 与 成正比,即 .(式中n12是比例常数) (3)在光的折射现象中,光路 .,一、反射定律和折射定律,图1,同一平面,法线的两侧,入射角的正弦,折射角的正弦,n12,可逆,3.注意:入射角、反射角和折射角不是光线与界面的夹角,而是光线与法线的夹角;光从一种介质进入另一种介质时,传播方向一般要发生变化,但并非一定要变化,当光垂直界面入射时光的传播方向就不变化.,一、反射定律和折射定律,二、折射率,问题设计,光由真空以相同的入射角射向不同的介质时,折射角是不同的,为什么? 答案因为不同介质对光的折射率不同.,要点提炼,1.折射率 (1)定义式:n . (2)折射率与光速的关系:n . 2.对折射率n的理解 (1)由于cv,故任何介质的折射率都 (填“大于”、“小于”或“等于”)1.,二、折射率,大于,(2)折射率n是反映介质光学性质的物理量,它的大小由 及入射光的 决定,与入射角、折射角的大小 . (3)1为真空中的光线与法线的夹角,不一定为入射角;而2为介质中的光线与法线的夹角,也不一定为折射角,产生这种现象的原因是由于光路的可逆性. (4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.,二、折射率,介质本身,频率,无关,三、实验:测定玻璃的折射率,1.实验原理 如图2所示,当光线AO以一定入射角 1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插 针法找出跟入射光线AO对应的出射光 线OB,从而画出折射光线OO,量出折射角2,再根据n 算出玻璃的折射率.,图2,三、实验:测定玻璃的折射率,2.实验器材 一块长方形的玻璃砖、白纸、木板、大头针(4枚)、量角器(或圆规、三角板)、刻度尺、铅笔等. 3.实验步骤 (1)把 铺在木板上. (2)在白纸上画一直线aa作为界面,过aa上的一点O画出界面的法线NN,并画一条线段AO作为 光线.,白纸,入射,三、实验:测定玻璃的折射率,(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其 与aa重合,再用刻度尺画出玻璃砖的另一边bb. (4)在 上竖直地插上两枚大头针P1、P2. (5)从玻璃砖bb一侧透过玻璃砖观察大头针P1、P2的 ,调整视线方向直到 .再在bb一侧插上大头针P3、P4,使P3能 ,P4能 及P3本身.(若有激光笔,可用激光笔沿P1、P2方向入射一束激光,从另一边射出来的激光束上插上两枚大头针P3、P4),长边,直线AO,像,P2的像挡住P1的像,挡住P1、P2的像,挡住P1、P2的像,三、实验:测定玻璃的折射率,(6)移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位置,过P3、P4作直线OB交bb于O.连接O、O,OO就是入射光线AO在玻璃砖内的 的方向.AON为入射角,OON为折射角. (7)用量角器量出 和 的度数.查出它们的正弦值,并把这些数据填入记录表格里.,折射光线,AON,OON,三、实验:测定玻璃的折射率,(8)用上述方法分别求出入射角是15、30、45、60和75时的折射角,查出入射角和折射角的正弦值,记录在表格里. (9)算出不同入射角时 的值,比较一下,看它们是否接近一个常数.求出几次实验测得的 的 ,这就是这块玻璃砖的折射率.,平均值,一、反射定律和折射定律的应用,典例精析,例1一束光线从空气射入折射率为 的介质中,入射角为45,在界面上入射光的一部分被反射,另一部分被折射,则反射光线和折射光线的夹角是() A.75B.90C.105D.120,解析如图所示, 根据折射定律 n, 则sin 2 ,230,反 射光线与折射光线的夹角1804530 105,C选项正确.,C,二、折射率的理解和计算,典例精析,例2两束平行的细激光束垂直于半 圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上, 如图3所示.已知其中一束光沿直线穿 过玻璃,它的入射点是O,另一束光 的入射点为A,穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃截面的圆半径为R,OA ,OP R.求玻璃材料的折射率.,图3,二、折射率的理解和计算,典例精析,解析画出光路如图所示.,其中一束光沿直线穿过玻璃,可知O点为圆心.另一束光沿直线进入玻璃,在半圆面上的入射点为B,设入射角为1,折射角为2,由几何关系可得:sin 1 ,,二、折射率的理解和计算,典例精析,解得:130.由题意知:OP R,由几何关系知:BPR,折射角为:260.由折射定律得玻璃的折射率为:n .,答案,典例精析,三、测定玻璃的折射率,例3用三棱镜做测定玻璃的折射率的 实验,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜 的一侧插入两枚大头针P1和P2,然后在 棱镜的另一侧观察,调整视线使P1的像 被P2的像挡住,接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3,在纸上标出大头针的位置和三棱镜轮廓,如图4所示.,图4,典例精析,三、测定玻璃的折射率,(1)在本题的图上画出所需的光路. (2)为了测出玻璃棱镜的折射率,需要测量的量是 ,在图上标出它们. (3)计算折射率的公式是n .,解析(1)光路图如图所示,画出 通过P1、P2的入射光线,交AC于 O,画出通过P3、P4的出射光线交 AB于O,连接OO,则光线OO就是入射光线P1P2在三棱镜中的折射光线.,典例精析,三、测定玻璃的折射率,(2)在所画的图上画出虚线部分,并注明入射角1和折射角2,用量角器量出1和2(或用直尺测出线段EF、OE、GH、OG的长度).,(3)n (或因为sin 1 ,sin 2 ,则n ).,答案见解析,课堂要点小结,自我检测区,1,2,1,2,1.(对折射率的理解)光从真空射入某介质,入射角1从零开始增大到某一值的过程中,折射角2也随之增大,则下列说法中正确的是() A.比值1/2不变 B.比值sin 1/sin 2不变 C.比值sin 1/sin 2是一个大于1的常数 D.比值sin 1/sin 2是一个小于1的常数,解析折射率与介质有关,对于同一束光,介质的折射率不变,即n 不变,又n ,故n始终大于1.,答案BC,1,2,2.(折射定律的应用)一束光线射到一个玻璃球上, 如图5所示.该玻璃球的折射率是 ,光线的入射 角是60.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻 璃球射出的方向.(用与入射光线的夹角表示),图5,解析光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射 出的光路如图所示.由折射定律得 n, .,1,2,由AOB为等腰三角形,则12 由几何关系知2160,122 又由图知,3是出射光线相对于入射光线的偏折角,且312.联立以上各式解得360,即第一次从玻璃球射出的光线与入射光线的夹角为60. 答案与入射光线的夹角为60,1,2,
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号