高中物理第十三章第一节光的反射和折射学案新人教版选修3_4

高中物理第十三章第一节光的反射和折射学案新人教版选修3_4

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1、第十三章光1.光的反射和折射【学习目标】1、掌握光的折射定律2、了解介质的折射率与光速的关系;3、掌握介质的折射率的概念.【重点难点】光的折射定律;测量光的折射率【课前预习】一、反射及反射定律(1)光的反射:光从一种介质射到它与另一种介质的分界面时,一部分光会返回到第一种介质的现象。(2)反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面内,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧;反射角等于入射角。二、折射及折射定律(1)光的折射:光从一种介质照射到两种介质的分界面时,一部分光进入另一种介质的现象。(2

2、)折射定律:折射光线与入折射光线、法线处在同一平面内内,折射光线与入折射光线分别位于法线的两侧,入射角与折射角的正弦成正比,即(3)光路可逆性:在光的反射现象和折射现象中,光路都是可逆的。三、折射率:(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比,叫该介质的绝对折射率,简称折射率,用表示。(2)定义:(3)折射率与光速的关系:光在不同介质中的传播速度不同,且都小于光在真空中的传播速度;某种介质的折射率等于光在真空中的速度与光在介质中的速度之比,即。【预习检测】1.

3、光的反射定律:__________、__________和法线在同一平面内,并分居法线两侧,_______角等于___________角。2.光的折射定律:________、_________和法线在同一平面内,并分居法线两侧,________________与________________成正比。3.某种介质的折射率等于光在___________中的传播速度c与光在____________中的传播速度v的比值,即n=__________。4.如图所示,平面镜AB水平放置,入射光线PO与AB夹

4、角为30°,当AB转过20°角至A′B′位置时,下列说法正确的是()A.入射角等于50°B.入射光线与反射光线的夹角为80°C.反射光线与平面镜的夹角为40°D.反射光线与AB的夹角为60°5.在平面镜中看到的时钟钟面的像如图所示,则此时钟所指的时刻为()A.9∶20B.3∶40C.2∶40D.4∶50【参考答案】【预习检测】1、反射光线,入射光线,入射,反射2、折射光线,入射光线,入射角的正弦,折射角的正弦3、真空,该介质,4、B5、C▲堂中互动▲【典题探究】【例1】如图所示,光线以入射角θ1

5、从空气射向折射率n=玻璃表面.(1)当入射角θ1=45°时,反射光线与折射光线间的夹角θ为多少?(2)当入射角θ1为多少时,反射光线和折射光线垂直?思路解析:设折射角为θ2,由n===,所以θ2=30°,又θ1′=45°,则反射光线与折射光线的夹角θ=180°-θ1′-θ2=105°.(2)当反射光线和折射光线垂直时,θ1′+θ2=90°,n==i=s=tanθ1则入射角θ1=arctan.【拓展】:分析解决光的折射问题的一般方法:(1)根据题意画出正确的光路图;(2)利用几何关系确定光路中的边

6、、角关系,要注意入射角、折射角的确定;(3)利用反射、折射定律求解;(4)注意在折射现象中,光路是可逆的.变式训练1:光线从空气射向玻璃砖,当入射光线与玻璃砖表面成30°角时折射光线与反射光线恰好垂直,则此玻璃砖的折射率是()A.B.C.D.答案:B变式训练2:如图所示,激光液面控制仪的原理是:固定的一束激光AO以入射角i照射到液面上,反射光OB射到水平的光屏上,屏上用光电管将光讯号转变成电讯号,电讯号输入控制系统用以控制液面高度,如果发现点B在屏上向右移动了Δs的距离到B′,由此可知液面(填“

7、升高”或“降低”).答案:降低【例2】在测定玻璃的折射率的实验中,对一块两面平行的玻璃砖,用插针法找出与入射光线对应的出射光线,现有甲、乙、丙、丁四位同学分别做出如图所示的四组插针结果.(1)从图上看,肯定把大头针插错了的同学是________.(2)从图上看,测量结果准确度最高的同学是________.思路解析:由上图可知,乙图中出射线向左上侧偏移不符合实际,肯定插错了,甲、丙和丁相比较,前面两者入射角及两个插针间距比图丁小些,故丁同学测量最准确.答案:(1)乙(2)丁方法小结:光线透过平行玻

8、璃砖时出射光线与入射光线平行,且从空气射入玻璃时,入射角大于折射角,因而光线透出时相当于入射光线向右下侧发生偏移,另外,插针确定光路时,入射角稍大些好且插针相距稍远些好.变式训练1:如图所示,在用插针法测定玻璃折射率的实验中,以下各说法正确的是()A.P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些,可以提高准确度B.P1、P2及P3、P4之间的距离取得小些,可以提高准确度C.入射角i适当大些,可以提高准确度D.入射角太大,入射光线会在玻璃砖的内表面发生全反射,使实验无法进行答案:B,C变式训练2:如图

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