2019_2020学年高考物理主题3光及其应用1光的反射和折射学案（必修1）

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1、1　光的反射和折射[学科素养与目标要求]　物理观念：1.理解光的反射定律和折射定律.2.理解折射率的定义及其与光速的关系.科学思维：1.能用反射定律和折射定律来解释和计算有关问题.2.能用折射率的定义来进行有关计算.3.知道光在反射和折射时的光路可逆.一、反射定律和折射定律1.光的反射(1)反射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质的现象.(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，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.(3)在光的反射现象中，光路是可逆

2、的.2.光的折射(1)折射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象.(2)折射定律(如图1所示)图1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，即＝n12(式中n12是比例常数).(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.二、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.即n＝.2.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与光在

3、这种介质中的传播速度v之比，即n＝.3.理解由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.1.判断下列说法的正误.(1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化.(　×　)(2)入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍.(　×　)(3)介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越快.(　×　)(4)由折射率的定义式n＝得出，介质的折射率与入射角θ1的正弦成正比，与折射角θ2的正弦成反比.(　×　)2.一束光从真空进入某介质，方向如图2所示，则该介质的折射率为_____

4、___，若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为________.图2答案　　c一、反射定律和折射定律在岸上往平静的水面观察，我们既可以看见水中的鱼，又可以看见岸上树的倒影.(1)这两种现象产生的原因相同吗？(2)有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，这是为什么？答案　(1)不相同.看见水中的鱼是光的折射现象，看见岸上树的倒影是光的反射现象.(2)从鱼上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变

5、浅了，所以叉鱼时要对着所看到的鱼的下方叉.1.光的传播方向：当光从一种介质垂直进入另一种介质时，传播方向不变；斜射时，传播方向改变.2.光的传播速度：光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化.当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但光传播的速度发生变化.3.光的折射中入射角与折射角的大小关系：当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时，入射角小于折射角.4.反射定律和折射定律应用的步骤(1)根据题意画出光路图.(2)利用几何关系确定光路图中的边、

6、角关系，要注意入射角、反射角、折射角均是光线与法线的夹角.(3)利用反射定律、折射定律及几何规律列方程求解.例1　光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直.(真空中的光速c＝3.0×108m/s)(1)画出折射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；(3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？答案　(1)见解析图　(2)　×108m/s　(3)　(4)不变解析　(1)光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线.(2)由题

7、意，n＝，又θ1＝60°，θ1＋θ2＝90°，得n＝.设玻璃中光速为v，由n＝得v＝×108m/s.(3)当入射角为45°时，介质折射率不变，由n＝，得sinθ2′＝＝＝.(4)不变化，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与入射角的大小无关.例2　如图3所示为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝12cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.一束红光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光的折射率为n＝，求两个亮斑与

8、A点间的距离分别为多少.图3答案　见解析解析　光路图如图所示，设折射光斑为P1，折射角为r，根据折射定律得n＝，可得sinr＝.由几何关系可得：tanr＝，解得AP1＝6cm，设反射光斑为P2，由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，故AP2＝12cm.提示：入射角、折射角、反射角均以法线为标准确定，注意法线与界面