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3-4

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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3-4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线与入射光线、法线处在同

2、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。(√)(2)不是所有的反射现象都遵循反射定律。(×)(

3、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

4、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

5、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

6、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。　　　

7、　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

8、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