高中物理 第十三章 1 光的折射教材梳理教案[新人教版]选修3-41

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1、光的折射疱丁巧解牛知识·巧学一、折射现象如图13-1-1所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来介质，即反射光线OB，另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线.图13-1-1实验证明，折射光线仍在入射面内，与入射光线分居法线的两侧，折射光线与法线的夹角称为折射角（r）.二、折射定律1.内容：折射光线与入射光线、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.2.表达式：=n12，式

2、中n12是比例常数.三、折射率物理学中把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.符号用n表示.误区警示折射角不是折射光线与界面的夹角，而是与法线的夹角.“折射率n跟sini成正比，跟sinr成反比”的说法是错误的.“折射率n跟光速v成反比”也是一种错误的说法.四、实验：测定玻璃的折射率实验目的:（1）明确光通过玻璃时的入射角、折射角.（2）掌握测定玻璃的折射率的方法.实验原理:如图13-1-2所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移.用插针法找出与入射光线

3、AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，量出入射角θ1和折射角θ2，据n=计算出玻璃的折射率.图13-1-2实验器材:白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖.8实验步骤及调整安装:（1）将白纸用图钉钉在平木板上.（2）在白纸上画出一条直线aa′作为界面（线），过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线.（3）把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′.（4）在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察

4、大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像.再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置.（5）移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向.（6）连接OO′，入射角θ1=∠AON，折射角θ2=∠O′ON′，用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中.（7）用上述方法分别求出入射角分别为3

5、0°、45°、60°时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中.（8）算出不同入射角的比值，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.注意事项:①实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2和O点之间，P3和P4之间，P3和O′之间距离要稍大一些;②入射角θ1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5cm以上.若宽度太小

6、，则测量误差较大.数据处理及误差分析:此实验是通过测量入射角和折射角，然后查数学用表，找出入射角和折射角的正弦值，代入n=中求玻璃的折射率.除运用此方法之外，还有以下处理数据的方法：处理方式一：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，与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13-1-3所示.由于sinα=sinβ=而CO=DO，所以折射率n1==重复以上实验，求得各次折射率计算值

7、，然后求其平均值即为玻璃砖折射率的测量值.图13-1-38处理方式二：根据折射定律可得n=因此有sinβ=sinα.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角正弦值基础上，以sinα值为横坐标、以sinβ值为纵坐标，建立直角坐标系，如图13-1-4所示.描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线.图13-1-4求解图线斜率，设斜率为k，则k=，故玻璃砖折射率n=.典题·热题知识点一折射定律例1如图13-1-5所示，一束平行光以30°的入射角从玻璃射向空气中，折射角为45°.求：图13-1-5(1)玻璃的折射率；

8、(2)光在玻璃中的传播速度.解析：若光从玻璃射向空气中时，入射角为30°，折射角为45°；若光从空气射向玻璃时，入射角为45°，根据光路的可逆性知，折射角一定为30°，由折射定律得：玻璃折射率n==.由折射率与光速的关系n=得：光在玻璃中的传播速度v==m/s≈2.12×108m/s.答案：2.12×108m/s误区警示无论光从玻璃射向空气还是从空气射向玻璃，在表示介质的折射率时，一定