选修3-4-13.1-光的反射和折射讲课资料.ppt

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1、13.1光的反射和折射光射到界面时，能进入另一种介质，同时又回到原来的介质。这样的现象分别叫光的折射和反射θ1θ2空气水折射光线入射光线反射光线光的反射和折射判断入射、折射、反射光线、法线、界面？（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二、光的折射1.定义：光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象θ1θ2空气水折射光线入射光线2.规律（3）当入射角增大时，折射角也随着增大（4）光路可逆：沿原来的折射光线入射，将沿原来入射光线射出当光从空气（光疏介质）斜射入

2、水中（光密介质）时，折射角小于入射角当光从水（光密介质）斜射入空气（光疏介质），折射角大于入射角空气水思考；入射角、折射角大小关系静与介质的关系？入射角折射角θ1/θ2sinθ1/sinθ2光由空气射入玻璃时入射角θ1和出射角θ2的数值表:1.491.531.591.631.97分析表格数据思考：入射角和折射角有什么定量关系呢？1.491.491.511.501.5130019.6040025.2050030.7080040.6015013.40506.7010010.1020016.701.491.4

3、91.501.491.491.4912567834入射角正弦和折射角正弦比值相等=C斯涅耳定律思考：入射角的正弦与折射角的正弦的比为常数，它跟什么因素有关呢？光传播所通过的物质（介质）威里布里德·斯涅耳简介威里布里德·斯涅耳（1591-1626），荷兰数学家和物理学家，曾在莱顿大学担任数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律，使几何光学的精确计算成为了可能。折射定律（也称斯涅耳定律）是从实验中得到的，未做任何的理论推导，虽然正确，但却从未正式公布过。只是后来惠更斯和伊萨克．沃斯两人在审查他遗留的手稿时，才

4、看到这方面的记载。首次把折射定律表述为今天的这种形式的是笛卡儿，他没做任何的实验，只是从一些假设出发，并从理论上推导出这个定律。笛卡儿在他的《屈光学》（1637）一书中论述了这个问题。折射定律是几何学的最重要基本定律之一。斯涅耳的发现为几何光学的发展奠定了理论基础，把光学发展往大大的推进了一步。4.说明：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介质，n是定值(2)折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1(n>1)（原因呢？）（动摩擦因数值特点呢？）sinisinrn=2.定义式三、折射率1.定义：

5、光从真空射入某种介质时，入射角i与折射角r的正弦比值，叫做该介质的绝对折射率n，简称折射率。3.决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比：n=cv5.几种介质的折射率(比较密度）介质折射率金刚石2.42二氧化碳1.63真空折射率=1介质折射率岩盐1.55酒精1.36水晶1.55玻璃1.5-1.8水1.33空气1.000286.意义：反映介质对光的偏折能力的大小7.折射原因：光在不同介质中的速度不同问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射到平行玻璃砖的界面上会发生折射，如何把玻

6、璃的折射率测出来？四、学生实验：测玻璃砖的折射率1、原理：折射定律2、方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。空气玻璃i=?r=?界面法线3、实验器材：玻璃砖、白纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）Ｏ'ＢＣＤ（2）在白纸上画一条线aa’作为界面，过aa’上的一点O（作为入射点）画法线N’N,并画AO作为入射光线（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与aa’对齐（确保O为实际入射点），确定（如何确定，联想验证平行四边形定则实验中记录力的方向）玻璃砖

7、的另一界面bb’（确保出射点准确）步骤（边听边模仿）（6）连接OO’，入射角i=∠AON’,折射角r＝∠NOO’，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中（5）移去在大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线DC与bb’交于o’（作为实际出射点），直线O’D代表沿AO方向入射光通过玻璃砖后的传播方向（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另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、P2、

8、P1的像，记下P3、P4位置（7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中（8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率5、注意事项：（1）入射角一般取15o→75o为宜（太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察）（2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路）（3）插针法实验，玻璃砖不能动（移动会改变光路图）（4）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用（损