单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,四,单元,光,4.1,光的折射,一、驱动问题,“万华镜旋之空”是一种罕见的大气现象，堪称冰晕中的极品。,2022,年，新疆博尔塔拉蒙古自治州境内的赛里木湖景区出现了罕见冰晕奇观，多种冰晕如万花筒般交织在空中，复杂的虹、幻日、光晕同时出现，持续了近一个半小时。,这种如万花筒般交织在空中复杂的虹、幻日、光晕同时出现壮观又神奇。,冰晕本身就不可预测，转瞬即逝，这种组合冰晕更是可遇不可求。你知道它的形成原因吗？,点击播放,视频,一、驱动问题,点击播放,视频,万华镜旋之空,二、光的反射,界面,入射光线,反射光线,法线,入射角,反射角,光的反射,：光被两种介质的界面反射回原来的介质中,1,、反射光线与入射光线、法线在同一平面,2,、反射光线和入射光线分居法线两侧,3,、反射角等于入射角,光,路可逆,二、光的发射,认真观察实验，光从玻璃中入射到空气中，发生了什么现象？,一部分反射了反射，,一部分传播到空气中,光,的折射有什么规律？,三、光的折射,1.,光的折射,光从一种介质,斜射,入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。,N,N,空气,玻璃,i,r,O,A,B,界面,法线,入射光线,折射光线,入射角,折射角,(,(,反射光线,(,1),折射光线、入射光线、法线在同一平面内,(2),折射光线和入射光线分居法线两侧,(3,),当光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角,(,4,),当光从玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角,(,5),当入射角增大时，折射角也随着增大,2.,光的折射定律,N,N,空气,玻璃,i,r,O,A,B,界面,法线,入射光线,折射光线,入射角,折射角,(,(,反射光线,入射角与折射角有什么,定量,关系呢？,三、光的折射,三、光的折射,以光从空气射入玻璃为例，折射角,和,入射角,的关系,入射角,i,10,30,40,50,60,70,80,折射角,r,6.6,19.5,25.4,30.7,35.3,38.8,41.1,i,/,r,1.51,1.54,1.57,1.63,1.70,1.80,1.95,sin,i,/sin,r,1.51,1.50,1.50,1.50,1.50,1.50,1.50,实验结论：,入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,如果,将玻璃换成其它介质,，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？,sin,i,/sin,r,1.51,1.50,1.50,1.50,1.50,1.50,1.50,1.50,入射角,i,10,20,30,40,50,60,70,80,折射角,r,6.6,13.2,19.5,25.4,30.7,35.3,38.8,41.1,玻璃,水,折射角,r,7.5,14.9,22.1,28.9,35.2,40.6,45,47.8,sin,i,/sin,r,1.33,1.33,1.33,1.33,1.33,1.33,1.33,1.33,金刚石,折射角,r,4.1,8.1,11.9,15.4,18.5,21,22.9,24,sin,i,/sin,r,2.42,2.43,2.42,2.42,2.41,2.42,2.41,2.42,总结：,光从一种介质进入到另一种介质时，总有入射角的正弦与折射角的正弦之比相等。,三、光的折射,三、光的折射,斯涅耳,1621 年，荷兰数学家,斯涅耳,在分析了大量实验数据后，找到了两者之间的关系，并把它总结为,光的折射定律,。,入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即,:,三、光的折射,说明：,（,1,）,折射现象中光路是,可逆,的；,（,2,）光的,传播方向,:,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。并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。,（,3,）光的,传播速度,:,光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向虽然不变,但也属于折射,光传播的速度发生变化。,点击播放,视频,四、,折射率,发生海市蜃楼的条件是什么？,四、,折射率,（一）思考与讨论,你还能发现什么规律？,常数与介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量。常数越大，光线以相同入射角从真空斜射入这种介质时偏折的角度越大。,四、,折射率,（二）折射率,说明：,（,1,）,n,的大小,与,1,和,2,无关，,与介质和入射光的频率有关，对于确定的介质，,n,是定值，不能说,nsin,1,或,n1/sin,2,（,2,）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于,1,。,2.,定义式,:,（,3,）,折射率,反映介质对光的偏折作用，,n,越大光线偏折越厉害。,1.,定义：,光从,真空,射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的,绝对折射率,，简称,折射率,。,用符号 n 表示。,四、,折射率,说明：,(4),光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。,(5),当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时,入射角大于折射角,当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时,入射角小于折射角。,（二）折射率,典例选讲：,【,例题,】,如图一个储油桶的底面直径与高均为,d,当桶内没有油时，从某点,A,恰能看到桶底边缘的某点,B,。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿,AB,方向看去，恰好看到桶低上的点,C,，,CB,两点距离,d/4,求油的折射率和光在油中传播的速度。,d,C,O,D,N,N,2,解：,方法分析：,解决光的反射、折射问题的方法：,五、实验：测定玻璃的折射率,（一）实验思路,玻璃,是一种透明,介质，光,从空气入射到玻璃的界面上会发生,折射，如何,把玻璃的折射率测出来？,思路：,选取一块玻璃砖按在白纸上，作出玻璃砖的轮廓，然后作出入射玻璃砖的光线和出射玻璃砖的光线，最后连接入射点和出射点的光线，这就是折射光线。最后测出入射角和折射角的大小，代入公式就可以得出答案。,五、实验：测定玻璃的折射率,（一）实验思路：,如何作出入射光线和出射光线？,在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点O为入射点，作过O的法线NN，画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P,1,、P,2,两根大头针，在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa对齐，并画出另一条长边的对齐线bb，再在另一侧竖直插上两枚大头针,P,3,、,P,4,，使,P,3,挡住,P,1,、,P,2,的像，,P,4,挡住,P,3,、,P,2,、,P,1,的像，记下,P,3,、,P,4,位置；,五、实验：测定玻璃的折射率,（二）实验方案,请设计出实验方案，并与其他同学交流？,五、实验：测定玻璃的折射率,（三）数据分析,如何进行数据分析才能得出结论？,1平均值法,算出不同入射角时的比值 ，最后求出在几次实验中所测的,平均值，即为玻璃砖的折射率。,2图象法,以sin,1,值为横坐标、以sin,2,值为纵坐标，建立直角坐标系，如图1所示。描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线。求解图线斜率k，则 ，故玻璃砖折射率 。,五、实验：测定玻璃的折射率,（三）数据分析,如何进行数据分析才能得出结论？,3作图法,在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点、OO(或OO的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN作垂线，交NN于C、D，用直尺量出CC和DD的长，如图 2所示。由于 ，且CODO，所以折射率 。,五、实验：测定玻璃的折射率,（四）注意事项,做该实验时需要注意什么事项？,(1),实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且,P,1,和,P,2,之间，,P,2,与,O,点之间，,P,3,与,P,4,之间，,P,3,与,O,点之间距离要稍大一些。,(2),入射角,1,应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。,(3),在操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁面。更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。,(4),在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。,(5),玻璃砖应选用宽度较大的，宜在,5 cm,以上。若宽度太小，则测量误差较大。,五、实验：测定玻璃的折射率,（四）注意事项,哪些原因会导致实验有误差？,(1),入射光线和出射光线确定得不够精确，因此要求插大头针时，两大头针间距应适当大一些。,(2),入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些，以减小测量的相对误差。,课堂小结,光的折射,折射定律：,入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比：,折射率,公式：,测定玻璃的折射率,实验：,定义：,光从,真空,射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的,绝对折射率,，简称,折射率,。,用符号 n 表示。,课堂反馈,B,课堂反馈,课堂反馈,D,课堂反馈,课堂反馈,C,课堂反馈,课堂反馈,4有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是（）,A介质B的折射率最大,B介质C的折射率最大,C光在介质B中的速度最小,D光在介质C中的速度最大,B,课堂反馈,本课时结束,感谢观看！,