2017_2018学年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射教案新人教版选修3_4 (2)

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1、13.1光的反射和折射【教学目标】（一）物理观念1、掌握光的反射和折射定律。2、理解折射率的定义及其与光速的关系3、能用光的折射定律解决相关问题（二）科学思维、科学探究实验证明，折射光线仍在入射面内，与入射光线分居法线两侧，折射光线与法线的夹角称为折射角(r)．特别提醒：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.3.折射定律(1)内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和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)折射率：光从真空斜射入某种介质发生折射时，入射角i

2、的正弦跟折射角r的正弦之比n，叫做这种介质的折射率：特别提醒：①折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中传播速度v之比，即n＝②折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关．◆合作讨论如图所示，一条光线由空气射到半圆玻璃砖表面的圆心处，玻璃砖的半圆表面上(反射面)镀有银，则图示几个光路图中，能正确、完整地表示光线行进过程的是（）答案：C解析：在圆心处发生折射和反射，进入半圆表面后沿原路返回，光从玻璃射向空中时在界面上发生反射和折射．5.典题剖析光的反射如图所示，M、N为两个

3、平面镜，S点为一发光点，P和S点均在纸面内．由S点发出的一条光线先经平面镜M反射再射向平面镜N，经平面镜N反射后通过P点．试画出这条光线的光路．◆合作讨论不同介质折射率不同，而它们的密度也往往不同，那么介质的折射率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越大，其折射率就越大？解析：介质的折射率与介质的密度没有必然的联系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度较大，但水的折射率较小.4.解决光的折射问题的常规思路和两类典型问题(1)常规思路①根据题意画出正确的光路图．②利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线的夹角．③利用折射定律、折射率公式

4、列式求解．(2)玻璃砖对光的折射问题常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖．对于半圆形玻璃砖若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图甲所示，光线只发生一次偏折．对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生了侧移．特别提醒：画光路图时应注意的问题(1)光路是可逆的．(2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上．(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折．变式1如图所示，S为点光源，MN为平面镜．(1)用作图法画出通过P点的反射光线所对应的入射光线；(2)确定其成像的观察范

5、围．光的折射光在某种介质中的传播速度是1.73×108m/s，要使光由这种介质射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，求入射角．解析：依题意作光路图如图所示，则折射角θ2＝90°－θ1，其中，θ1为入射角．这种介质的折射率n＝＝＝，由折射定律知n＝，即nsinθ1＝cosθ1，故入射角为30°.变式2(2010·辽师大附中高二检测)一半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为R/2.求出射角θ.解析：设入射光线与

6、1/4球体的交点为C，连接OC，OC即入射点的法线．因此，图中的角α为入射角．过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B.依题意，∠OCB＝α.又由△OBC知sinα＝①设光线在C点的折射角为β，由折射定律得＝②由①②式得β＝30°③由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角γ为30°.由折射定律得＝④因此sinθ＝，解得：θ＝60°