2012高中物理 13.1 光的反射和折射课件 新人教版选修3-4.ppt

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1、一、光的折射现象的规律1．光的方向：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，因为光传播的速度发生了变化.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质时，入射角大于折射角，当光从介质斜射入真空时，

2、入射角小于折射角.(1)应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角和折射角.画出正确的光路图是解题的必要前提.(2)入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，注意法线与界面的区别.【典例1】(2011·东城区高二检测)如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体.某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面.已知材料的折射率nP＜nQ，则下列说法正确的是()A．一定没有光线从Q的下表面射出B．从Q的下表面射出的光线一定与入射

3、到P的上表面的光线平行C．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于θD．如果光线从Q的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于θ【解题指导】解答本题时可按以下思路分析：【标准解答】选D.作出光路图，如图所示.由题意可知，光线垂直射入Q，根据折射定律，则有:因为nP＜nQ，β=γ，所以α＜i，所以D对.【变式训练】如图所示，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()A．bO不可能是入射光线B．aO可能是入射光线C．c

4、O可能是入射光线D．Ob可能是反射光线【解析】选A、B、D.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.二、对折射率的理解1．关于正弦值：当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值的比值是一个常数.2．关于常数n：入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映了该

5、介质的光学特性.3．折射率与光速的关系：介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n=，由于光在真空中的传播速度c大于光在任何介质中的传播速度v，所以任何介质的折射率n都大于1.4．决定因素：介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小由介质本身及光的性质共同决定，不随入射角、折射角的变化而变化.(1)折射率的定义式n=中的θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定是入射角，θ2也不一定是折射角，产生这种现象的原因是光线的可逆性.(2)介质的折射率由介质的性质和光的频率共同决定，与入射角和折射

6、角无关.【典例2】（2011·新课标全国卷）一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面AOB镀银（图中粗线），O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点的入射角为30°，∠MOA=60°，∠NOB=30°.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率.【解题提示】解答本题时可先作出光路图，根据几何关系确定在M点的折射光线和N点的入射光线，从而确定入射角和折射角.【标准解答】(1)如图，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P、N三点共线.设在M点处，光的入射角为i

7、，折射角为r，∠OMQ=α，∠PNF=β，根据题意有α=30°①由几何关系得，∠PNO=∠PQO=r，于是β+r=60°②α+r=β③由①②③式得r=15°(2)根据折射率公式有答案：(1)15°(2)【规律方法】光在界面发生折射时(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图.(2)充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系.根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等.【变式训练】如图所示，两束单色光a、b分别照射到玻璃三棱镜AC面上，穿过三棱镜后互相平行，则()A．a

8、光的折射率大B．b光的折射率大C．a光在三棱镜中的速度大D．b光在三棱镜中的速度大【解析】选B、C.根据题意可知b光通过三棱镜后，传播方向偏离原来方向大，所以b光折射率大，故A错，B对；根据v=，折射率大的，在介质中的速度小，故C对，D错.三、视深的判断与计算1．视深是人眼看透明物质内部某物体时像点离界面的距离.一般都是沿着界面的法线方向去观察，在计算时，由于入射角很小，折射角也很小，故有2．当沿竖直方向看水中的物体时，“视深”是实际深度的，n是水的折射率.(1)一般都是沿着界面的