高二物理光的折射定律知识精讲 鲁教版

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1、高二物理光的折射定律知识精讲鲁教版一.本周教学内容：§4.1光的折射定律1.通过实验，理解光的折射定律2.会设计实验测定物质（如玻璃）的折射率3.理解折射率的意义4.能解释常见的折射现象［教学过程］一.光的折射1.光的折射：光由一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。2.光的折射定律：（1）折射光线跟入射光线在同一平面内。（2）折射光线和入射光线分别位于法线的两侧。（3）入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。注：（1）光在介质界面上，折射与反射是同时发生的，光的能量分为两部分。（2）与反射光路相同，折射

2、现象中光路也是可逆的。（3）光在同种均匀介质中才能沿直线传播。3.公式注：（1）i为真空（或空气）中的角度，（位于分子处）γ为介质中的角度。（位于分母处）（2）n为物质的折射率（无单位），与介质的种类及光的频率有关。（3）同种介质中频率越大的光折射率越大，这也是色散产生的原因。（4）常见物质的折射率金刚石：2.42玻璃：1.5~1.9水：1.33空气：近似为1（5）若光线与介面垂直，即，则，光线不发生偏折，如图2所示，入、反、法三线合一。（6）若光线由介质进入真空（或空气）则公式写为：即：i、r是相对而言的，

3、视情况而变。二.折射率1.定义：光从真空射入某介质时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值叫该介质的折射率。2.光疏介质与光密介质是相较而言的。三.折射的成因1.成因：光在不同介质中的传播速度不同（注：频率与周期不变，改变）。2.具体过程：当光束斜射入介质时，光束的一侧先到达并进入介质，波速先慢下来，使得光束弯曲，等到光束全部进入介质中以后，它就沿直线前进了。注：（1）光线弯曲只发生在经过介面的一瞬间。（2）若光垂直射入介质，光束的各部分同时进入介质，速度变化是一致的，就不会发生偏折，即光沿直线传播。四.光速1.

4、真空中：2.介质中：由得：即在介质中v、变小，红光到紫光光速变小。五.光的色散1.白光是复色光2.红→紫在同种介质中n增大3.光路：六.测量介质的折射率1.光路2.公式：（1），用量角器测i、（2）以入射点为圆心画圆，用几何法求n。七.视深和视高1.视深公式：如图所示，一个物点位于折射率为n的媒质中h0深处，当在媒质界面正上方观察时，物体的视深为：h＝。略证：根据光路可逆和折射定律：n＝一般瞳孔的线度d＝2～3毫米，因此i和r都非常小，则sinitgi＝，sinrtgr＝。故有n＝＝可见：视深比实深小。2.视

5、高公式：如果从折射率为n的媒质中，观察正上方距液面高为h0的物点，则视高为h＝nh0。略证：如图所示，根据折射定律有i、r很小，故近似有：可见：视高比实高大。3.视深与视高公式的应用：利用视深与视高公式，不仅可以极为简捷地测定媒质的折射率，而且还可以很方便地分析和解决与视深和视高有关的各种问题。例1、如图所示，紧贴矩形玻璃砖右端插一枚大头针，在距左端l1＝3厘米的O处观察大头针D的像D’。若测出像距右端l2＝4厘米，玻璃砖厚度L＝14厘米。试估算玻璃砖的折射率。解析：根据视深公式h＝。h0＝L，h＝L－l2，

6、所以玻璃砖的折射率为n＝＝＝1.4可见视深和视高都与观察点的位置无关（只要垂直观察），观察点到界面的距离l1是多余的无关条件。例2、光线从空气射入的介质中，反射光线恰垂直于折射光线，则入射角约为多少？解：根据光的反射定律有入射角跟反射角相等，根据题意折射光线与反射光线垂直，即两光线的夹角为90°，则反射角与折射角互余，即，则．又根据折射率的定义式：所以：．例3、如图所示，一储油桶底面直径与桶高均为d．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶

7、底上的C点，C、B相距．由此可得油的折射率．分析与解：依题所述的情境，可知A、B与桶的右上边缘位于同一直线上，储半桶油后，则C点发出的光经折射后的折射光线的反向延长线过B点，如图所示．由题中给出的几何关系，可得．说明：光线发生偏折，是因为两介质传光速度v不同，或说折射率n不同．这是同一物理过程从不同角度描述的方式．折射率的定义式即是：因此本题还可以求出光在油中传播的速度1.人看到沉在水杯底的硬币，其实看到的是[]A.硬币的实像，其位置比硬币实际所在位置浅B.硬币的实体，其位置即硬币的实际位置C.硬币的虚像，但

8、位置比硬币的实际位置浅D.硬币的虚像，其位置比硬币的实际位置深2.如图1所示，在两束光的交点P前，放一块长方形的玻璃砖则交点位置[]A.不变B.向左C.向右D.可能向左、也可能向右，由光的颜色决定的3.在图2中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下正确的说法是[]A.bO不可能是入射光线B.aO可能是入射光线C.cO可能是入射光线D.Ob可能是反射光