2019-2020年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射教学案新人教版选修3

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1、2019-2020年高中物理第十三章光第1节光的反射和折射教学案新人教版选修3第一课时 光的反射和折射一、反射及反射定律1.光的反射光从第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。二、光的折射和折射率1.光的折射和折射定律光的折射光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时,一部分光进入第2种介质的现象入射角折射角入射角:入射光线与法线的夹角折射角:折射光线与法线的夹角折射定律折射光

2、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光路可逆性在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的2.折射率(1)物理意义反映介质的光学性质的物理量。(2)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,简称折射率,即n=。(3)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与光在这种介质中的传播速度v之比,即n=。(4)特点任何介质的折射率都大于1。1.自主思考——判一判(1)反射定律是确定反射光线的位置的规律。(

3、√)(2)不是所有的反射现象都遵循反射定律。(×)(3)发生漫反射时,反射角不等于入射角。(×)(4)一束光从空气进入水中时,传播方向一定发生变化。(×)(5)折射率大的介质,密度不一定大。(√)(6)光的反射现象中,光路是可逆的,光的折射现象中,光路不是可逆的。(×)2.合作探究——议一议如图1311甲、乙所示是一狭窄光束射到玻璃面上时发生折射和反射的情景,结合情景讨论下列问题。图1311(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线的位置关系如何?提示:反射光线、折射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、折射光线

4、和入射光线分居法线两侧。(2)在光的反射和折射中如果逆着反射光线或折射光线的方向射入,出射光线会沿什么方向?提示:出射光线会沿原入射光线的方向射出,因为在光的反射和折射中光路是可逆的。折射定律的理解和应用1.光的方向(1)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(斜射),并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。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,但也属于折射,光传播的速度发生变化。3.入射角与折射角的大小关系光从一种

5、介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。当光从真空斜射入介质时,入射角大于折射角;当光从介质斜射入真空时,入射角小于折射角。[典例] 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,折射角等于多大?(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。[思路点拨] (1)找准入射角和折射角,准确作图。(2)利用

6、n=和n=分析计算。[解析] (1)由题意知入射角θ1=60°,反射角β=60°,折射角θ2=180°-60°-90°=30°,折射光路图如图所示。(2)n===,根据n=得v==m/s,v≈1.7×108m/s。(3)据n=得sinθ2=,将sinθ1=sin45°=及n=代入上式,可求得sinθ2=,解得θ2=arcsin。(4)折射率不会变化,折射率反映介质的光学性质,而跟入射角的大小无关。[答案] (1)图见解析 (2) 1.7×108m/s (3)arcsin (4)见解析解决光的折射问题的思路(1)根据题

7、意正确画出光路图。(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系,注意入射角、反射角、折射角的确定。(3)利用反射定律、折射定律求解。(4)注意光路的可逆性的利用。    1.(多选)如图1312所示,虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是(  )图1312A.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可能是反射光线解析:选ABD 由于入射角等于反射角,入射光线、反射光线关于法线对称,所以aO、Ob应是入射光线或反射光线,PQ是法线。又

8、因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧,所以aO是入射光线,Ob是反射光线,Oc是折射光线。2.一条光线以40°的入射角从真空射到平板透明材料上,光的一部分被反射,一部分被折射,折射光线与反射光线的夹角可能是(  )A.小于40°       B.在50°~100°之间C.在100°~140°之间D.大于140°解析:选C 由=n>1

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