不错的光的反射和折射 优秀PPT.ppt

不错的光的反射和折射 第1页，本讲稿共29页光是如何 传播的？光在同一、均匀、透明物质中沿光在同一、均匀、透明物质中沿直线传播直线传播如果光从一种均匀物质中射到另一种物质的如果光从一种均匀物质中射到另一种物质的表面时会怎样呢？表面时会怎样呢？第2页，本讲稿共29页 光射到两种介质的界面时，一部分光进入另一种介光射到两种介质的界面时，一部分光进入另一种介质，同时另一部分光返回到原来的介质。这种现象分别质，同时另一部分光返回到原来的介质。这种现象分别叫光的折射和反射。叫光的折射和反射。第3页，本讲稿共29页一、光的反射：一、光的反射：光从一种均匀的介质射到另一种介质的表面上光从一种均匀的介质射到另一种介质的表面上时，一部分光会返回到原来的介质中的现象，时，一部分光会返回到原来的介质中的现象，就是光的反射。就是光的反射。人眼能看到不发光的物体，就是因为物体反射的光人眼能看到不发光的物体，就是因为物体反射的光进进到人的眼睛里到人的眼睛里第4页，本讲稿共29页AOBNMM平面镜 MM入射光线 AO入射点 O反射光线 OB法线 ON 入射角 反射角 第5页，本讲稿共29页反射定律反射定律三线同面三线同面两线分居两线分居两角相等两角相等1、反射光线跟入射光线和反射光线跟入射光线和法线在同一平面内；法线在同一平面内；3、反射角等于入射角.2、反射光线和入射光线分居在法线的两侧;理解理解（）（）法线是镜面的垂线，也是两线的角平分线。法线是镜面的垂线，也是两线的角平分线。（）入射角增大，反射角也增大。（）入射角增大，反射角也增大。（）入射角为零，反射角也为零。（）入射角为零，反射角也为零。（4）光路可逆：沿原来的反射光线入射，将沿原来入射光沿原来的反射光线入射，将沿原来入射光线射出线射出第6页，本讲稿共29页二、光的折射二、光的折射1 1、有趣的光的折射现象、有趣的光的折射现象第7页，本讲稿共29页 光的折射：光的折射：光从一种介质射入到另光从一种介质射入到另一介质时传播方向发生改变的现象，叫一介质时传播方向发生改变的现象，叫做光的折射做光的折射12空气玻璃NNAOB1入射光线和法线的夹角入射光线和法线的夹角入射角入射角2折射光线和法线的夹角折射光线和法线的夹角折射角折射角第8页，本讲稿共29页折射定律折射定律12空气玻璃NNAOB斯斯涅涅耳耳 入射角的正弦跟折射角的正弦成正比入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，如果用n来表示这个比例常数，就有：光的折射定律（斯涅耳定律）光的折射定律（斯涅耳定律）找到了入射角和折射角之间的规律1621年，荷兰数学家斯涅耳斯涅耳第9页，本讲稿共29页折射定律折射定律3、一般的情况下，一束光射在两个介质的界面上会同时产生反射和折射，其中反射光线遵循反射定律，折射光线遵循的规律 1、折射定律：（1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内（2）折射光线，入射光线在法线两侧（3），它是反映介质的光学性质的物理量12空气介质NNAOBC32、光路是可逆的第10页，本讲稿共29页3.说明：说明：(1)n n的大小与介质和光的频率有关，与的大小与介质和光的频率有关，与1和和2无关无关.(2)(2)折折射射率率无无单单位位，任任何何介介质质的的折折射射率率皆皆大大于于1(n1)（原因呢？）（原因呢？）三、折射率三、折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的：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。射率。2.2.决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的速度C C与光在介质中的速度与光在介质中的速度v v之比：之比：n=cv第11页，本讲稿共29页4.几种介质的折射率几种介质的折射率(比较密度）比较密度）介质介质折射率折射率金刚石金刚石2.42二氧化碳二氧化碳1.63真空折射率真空折射率 =1介质介质折射率折射率岩盐岩盐1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空气空气1.000285.意义：意义：反映介质对光的偏折能力的大小反映介质对光的偏折能力的大小6.折射原因：光在不同介质中的速度不同折射原因：光在不同介质中的速度不同第12页，本讲稿共29页知识拓展:v1、在光的折射现象中，当入射光线靠近法线时，入射角 ，折射光线也 法线，折射角也 。当入射光线远离法线时，入射角 ，折射光线也 法线，折射角也 。减小减小靠近靠近减小减小增大增大远离远离增大增大iriirr空气水空气空气水水第13页，本讲稿共29页v2、光从一种介质垂直分界面射入另一种介质时，入射角 ，折射角 ，光的传播方向 。00不改变不改变空气水v 3、发生光的折射时光路是 。空气水空气水可逆的可逆的第14页，本讲稿共29页第15页，本讲稿共29页海市蜃楼现象第17页，本讲稿共29页第18页，本讲稿共29页v问题：问题：玻璃是一种透明介质，光从空气入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？何把玻璃的折射率测出来？四、学生实验：测玻璃砖的折射四、学生实验：测玻璃砖的折射率率第19页，本讲稿共29页1 1、原理：、原理：折射定律折射定律 2 2、方法：、方法：用用插针法插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。折射角和入射角。空气空气玻璃玻璃 i=?r=?界面界面法线法线3 3、实验器材、实验器材：玻璃砖、白纸玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、大头针若干、铅笔、直尺、量角器直尺、量角器第20页，本讲稿共29页（1 1）铺纸（将白纸用图钉固）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）定在木板上）（2 2）在白纸上画一条线）在白纸上画一条线aaaa作为界面，过作为界面，过aaaa上的一点上的一点O O（作为入射点）画法线（作为入射点）画法线NN,NN,并画并画AOAO作为入射光线作为入射光线（3 3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与aaaa对齐对齐（确（确保保O为实际入射点）为实际入射点），确定，确定（如何确定，联想验证平行四（如何确定，联想验证平行四边形定则实验中记录力的方向）边形定则实验中记录力的方向）玻璃砖的另一界面玻璃砖的另一界面bb bb（确保出射点准确）（确保出射点准确）步骤步骤第21页，本讲稿共29页（6 6）连接）连接OOOO，入射角，入射角i=AON,i=AON,折射角折射角r r NOONOO，用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在用量角器量出入射角和折射角，求出对应的正弦值，记录在表格中表格中（5 5）移去在大头针和玻璃砖，过）移去在大头针和玻璃砖，过P P3 3、P P4 4所在处作直线所在处作直线DCDC与与bbbb交于交于oo（作为实际出射点），直线（作为实际出射点），直线ODOD代表沿代表沿AOAO方向入射光通过玻璃砖后的传播方向方向入射光通过玻璃砖后的传播方向（4 4）在直线）在直线AOAO上竖直插大头针上竖直插大头针P P1 1、P P2 2，透过玻璃砖观察大头针透过玻璃砖观察大头针P P1 1、P P2 2的像，调整视线让的像，调整视线让P P2 2挡住挡住P P1 1的像。再在另一侧竖直插的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针上两枚大头针P P3 3、P P4 4，使，使P P3 3挡住挡住P P1 1、P P2 2的像，的像，P P4 4挡住挡住P P3 3、P P2 2、P P1 1的像，记下的像，记下P P3 3、P P4 4位置位置第22页，本讲稿共29页（7 7）用上述方法求出入射角分别为）用上述方法求出入射角分别为30300 0、45450 0、60600 0时的折射时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中角，查出它们的正弦值，填入表格中（8 8）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，）算出不同入射角时的入射角与折射角的正弦比值，最后求出几次实验的平均值为折射率最后求出几次实验的平均值为折射率5、注意事项：、注意事项：（1）入射角一般取）入射角一般取15o75o为宜为宜（太小，相对误差大；太大（太小，相对误差大；太大,使折射光线使折射光线弱，不易观察弱，不易观察）（2）插针要）插针要竖直竖直，且间距适当大些（精确确定光路），且间距适当大些（精确确定光路）（3）插针法实验，）插针法实验，玻璃砖不能动玻璃砖不能动（移动会改变光路图（移动会改变光路图）（4）确定边界线时）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用严禁把玻璃砖当尺子用（损坏玻璃砖），画（损坏玻璃砖），画边界线时边界线时描两点描两点确定边界线确定边界线（5）玻璃砖宽度在）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）以上（让折射光线长点以减小误差）第23页，本讲稿共29页典典 例例 分分 析析 1 关于折射率的概念关于折射率的概念例例1:一束光从某种介一束光从某种介质质射入空气中射入空气中时时,入射角入射角1=30,折射角折射角2=60,折射折射光路如下光路如下图图所示所示,则则下列下列说说法正确的是法正确的是()A.此介此介质质折射率折射率为为B.此介此介质质折射率折射率为为C.此介此介质质的折射率大于空气的折射率的折射率大于空气的折射率D.光在介光在介质质中的速度比空气中大中的速度比空气中大BC第24页，本讲稿共29页2.如果光以同一入射角从真空射入不同介如果光以同一入射角从真空射入不同介质质,则则()A.折射角越大折射角越大,表示表示这这种介种介质对质对光光线线的偏折作用越大的偏折作用越大B.折射角越大折射角越大,表示表示这这种介种介质对质对光光线线的偏折作用越小的偏折作用越小C.折射角越小折射角越小,表示表示这这种介种介质对质对光光线线的偏折作用越大的偏折作用越大D.折射角越小折射角越小,表示表示这这种介种介质对质对光光线线的偏折作用越小的偏折作用越小BC第25页，本讲稿共29页D第26页，本讲稿共29页4.一束光由空气射入某介一束光由空气射入某介质质,当入射光当入射光线线和界面的和界面的夹夹角角为为30时时,折射光折射光线线恰好与反射光恰好与反射光线线垂直垂直,则则光在光在该该介介质质中的中的传传播速度是播速度是()D第27页，本讲稿共29页5 实验实验:测测定玻璃定玻璃砖砖的折射率的折射率某同学用某同学用“插插针针法法”做做测测定玻璃折射率定玻璃折射率实验时实验时,他的方法和操作步他的方法和操作步骤骤都都正确无正确无误误,但他但他处处理理实验记录时实验记录时,发现发现玻璃玻璃砖砖的两个光学面的两个光学面aa和和bb不平行不平行,如下如下图图所示所示,则则()A.P1P2与与P3P4两条直两条直线线平行平行B.P1P2和和P3P4两条直两条直线线不平行不平行C.他他测测出的折射率偏大出的折射率偏大D.他他测测出的折射率不受影响出的折射率不受影响 BD 第28页，本讲稿共29页能力提升能力提升6两束两束细细平行光平行光a和和b相距相距为为d,从空气中互相平行地斜射到从空气中互相平行地斜射到长长方体玻璃方体玻璃砖砖的上表面的上表面,如如图图所示所示,若玻璃若玻璃对对a的折射率大于的折射率大于对对b的折射率的折射率,当它当它们们从玻璃从玻璃砖砖的下表面射出后的下表面射出后,有有()A.两束光仍平行两束光仍平行,间间距等于距等于dB.两束光仍平行两束光仍平行,间间距大于距大于dC.两束光仍平行两束光仍平行,间间距小于距小于dD.两束光不再平行两束光不再平行解析解析:光路如图所示由光路图可知光路如图所示由光路图可知dd,故故C选项正确选项正确.第29页，本讲稿共29页