选修3-4 13.1 光的反射和折射.ppt

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1、光给了我们一个明亮的世界，可是它自己却像一团谜。人们不断争论光的问题。光学是物理学中一门古老的学科，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。按照不同的目的，光学分为两大分支：利用几何学的概念和方法研究光的传播规律，称为几何光学；另一支主要研究光的本性以及光与物质相互作用规律，称为物理光学光到底是什么？这个问题早就引起了人们的注意，不过在很长的时间内人们对它的认识却进展很慢。到了17世纪，科学界已经形成两种学说。一种是光的微粒说，认为光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播，牛顿支持微

2、粒说。另一种是光的波动说，是惠更斯首先提出的，认为光是在空间传播的某种波。两者都能解释一些现象，但又不能解释当时观察到的全部现象。到了19世纪初，人们在实验中观察到了光的干涉、衍射现象，这是波动的特征，不能用微粒说解释，证明波动说的正确性。19世纪60年代，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波。此后赫兹在实验中证实了这种假设，这样光的电磁说使光的波动说发展到了几乎完美的地步，取得了巨大的成功。但是在19世纪末又发现了新的现象—光电效应，这种现象用波动说无法解释。爱因斯坦于20世纪初提出了光子说，认为光具有粒子性，从而

3、解释了光电效应并因此获得诺贝尔奖现在人们认识到，光即具的波动性，以具有粒子性13.1光的反射和折射光射到界面时，能进入另一种介质，同时又回到原来的介质。这样的现象分别叫光的折射和反射θ1θ2空气水折射光线入射光线反射光线光的反射和折射判断入射、折射、反射光线、法线、界面？平面镜入射光线反射光线法线入射角反射角1.光的反射：光射到介质1、介质2的界面时，一部分光返回到介质1的现象（1）反射光线、入射光线、法线共面（3）反射光线、入射光线关于法线对称（2）反射角等于入射角（光线与法线的夹角）OAB（4）光路可逆：沿原来的反射光线入射

4、，将沿原来入射光线射出（1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内.（2）折射光线和入射光线分居法线两侧二、光的折射1.定义：光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象θ1θ2空气水折射光线入射光线2.规律（3）当入射角增大时，折射角也随着增大（4）光路可逆：沿原来的折射光线入射，将沿原来入射光线射出当光从空气（光疏介质）斜射入水中（光密介质）时，折射角小于入射角当光从水（光密介质）斜射入空气（光疏介质），折射角大于入射角空气水思考；入射角、折射角大小关系静与介质的关系？入射角折射角θ1/θ2sinθ1/sinθ2光由空气射

5、入玻璃时入射角θ1和出射角θ2的数值表:1.491.531.591.631.97分析表格数据思考：入射角和折射角有什么定量关系呢？1.491.491.511.501.5130019.6040025.2050030.7080040.6015013.40506.7010010.1020016.701.491.491.501.491.491.4912567834入射角正弦和折射角正弦比值相等=C斯涅耳定律思考：入射角的正弦与折射角的正弦的比为常数，它跟什么因素有关呢？光传播所通过的物质（介质）威里布里德·斯涅耳简介威里布里德·斯涅耳（

6、1591-1626），荷兰数学家和物理学家，曾在莱顿大学担任数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律，使几何光学的精确计算成为了可能。折射定律（也称斯涅耳定律）是从实验中得到的，未做任何的理论推导，虽然正确，但却从未正式公布过。只是后来惠更斯和伊萨克．沃斯两人在审查他遗留的手稿时，才看到这方面的记载。首次把折射定律表述为今天的这种形式的是笛卡儿，他没做任何的实验，只是从一些假设出发，并从理论上推导出这个定律。笛卡儿在他的《屈光学》（1637）一书中论述了这个问题。折射定律是几何学的最重要基本定律之一。斯涅耳的发现为几何光学的发展奠

7、定了理论基础，把光学发展往大大的推进了一步。4.说明：(1)n的大小与介质有关，与i和r无关，对于确定介质，n是定值(2)折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1(n>1)（原因呢？）（动摩擦因数值特点呢？）sinisinrn=2.定义式三、折射率1.定义：光从真空射入某种介质时，入射角i与折射角r的正弦比值，叫做该介质的绝对折射率n，简称折射率。3.决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C与光在介质中的速度v之比：n=cv5.几种介质的折射率(比较密度）介质折射率金刚石2.42二氧化碳1.63真空折射率=1介质折射率岩盐1

8、.55酒精1.36水晶1.55玻璃1.5-1.8水1.33空气1.000286.意义：反映介质对光的偏折能力的大小7.折射原因：光在不同介质中的速度不同问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入射到平行玻璃砖的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？四、学生实验：