物理光的反射和折射人教选修学习教案.ppt

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1、课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解理解(lji)光的反射定律和折射定律，并能光的反射定律和折射定律，并能用来解释和计算有关的问题用来解释和计算有关的问题2理解理解(lji)折射率的物理意义，知道折射率与光速的关折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系系重点难点：重点难点：1.反射定律和折射定律的应用反射定律和折射定律的应用2会依据光的反射定律和折射定律作出光路图会依据光的反射定律和折射定律作出光路图第1页/共35页第一页，共36页。课前自主课前自主(zzh)(zzh)学案学案一、反射定律一、反射定律(fn sh dn l)和折射定律和折射定律1光的反射和反射定律光的反射和反射定律(f

2、n sh dn l) (1)反射现象：光从第反射现象：光从第1种介质射到它与第种介质射到它与第2种介质的种介质的_时，一部分光会时，一部分光会_到第到第1种介质的现象种介质的现象(2)反射定律反射定律(fn sh dn l)：反射光线与入射光线、法：反射光线与入射光线、法线处在线处在_平面内，反射光线与入射光线分别位于法平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的线的_；反射角；反射角_入射角入射角分界面分界面(jimin)返回返回同一同一两侧两侧等于等于第2页/共35页第二页，共36页。2光的折射和折射定律光的折射和折射定律(1)折射现象折射现象(xinxing)：光线从第：光线从第1种介质照射

3、到它与第种介质照射到它与第2种介质的分界面时种介质的分界面时,一部分光会一部分光会_第第2种介质的现象种介质的现象(xinxing)(2)折射定律折射定律折射光线与入射光线、法线处在折射光线与入射光线、法线处在_内，折射光线内，折射光线与入射光线分别位于与入射光线分别位于_的两侧；入射角的正弦与折射角的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成的正弦成_，即，即_n12.3光路的可逆性光路的可逆性在光的反射现象在光的反射现象(xinxing)和折射现象和折射现象(xinxing)中，光中，光路都是路都是_的的进入进入(jnr)同一同一(tngy)平面平面法线法线正比正比sin1/sin2可逆可逆第3页

4、/共35页第三页，共36页。二、折射率二、折射率1定义：光从定义：光从_射入某种介质发生折射时射入某种介质发生折射时,入入射角的射角的_与折射角的与折射角的_之比，叫这种介质之比，叫这种介质的绝对折射率，简称折射率的绝对折射率，简称折射率,用符号用符号n表示表示2定义式：定义式：n _.3折射率与光速折射率与光速(un s)的关系的关系光在不同介质中的光在不同介质中的_不同，且都不同，且都_光在真光在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空空中的传播速度；某种介质的折射率等于光在真空中的速度中的速度c与光在这种介质中的速度与光在这种介质中的速度v之比，即之比，即nc/v.真空真空(zhn

5、kng)正弦正弦(zhngxin)正弦正弦sin1/sin2速度速度小于小于第4页/共35页第四页，共36页。核心核心(hxn)(hxn)要点突破要点突破第5页/共35页第五页，共36页。2在光的折射中，注意光线偏折的方向：如果光线从折在光的折射中，注意光线偏折的方向：如果光线从折射率小的介质射向折射率大的介质，折射光线向法线偏射率小的介质射向折射率大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且折，入射角大于折射角，并且(bngqi)随着入射角的增随着入射角的增大大(减小减小)折射角也会增大折射角也会增大(减小减小)；如果光线从折射率大的；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射

6、光线偏离法线，入射角介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且小于折射角，并且(bngqi)随着入射角的增大随着入射角的增大(减小减小)折射折射角也会增大角也会增大(减小减小)第6页/共35页第六页，共36页。第7页/共35页第七页，共36页。即时即时(jsh)应用应用(即时即时(jsh)突破，小试牛刀突破，小试牛刀)1如果光以同一入射角从真空射入不同介质如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则则()A折射角越大折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大表示这种介质对光线的偏折作用越大B折射角越大折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小表示这种介质对光线的偏折作用越

7、小C折射角越小折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大表示这种介质对光线的偏折作用越大D折射角越小折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小表示这种介质对光线的偏折作用越小答案：答案：BC第8页/共35页第八页，共36页。第9页/共35页第九页，共36页。第10页/共35页第十页，共36页。第11页/共35页第十一页，共36页。答案答案(d n)：C第12页/共35页第十二页，共36页。三、解决光的折射问题的常规思路和两类典型问题三、解决光的折射问题的常规思路和两类典型问题1常规思路常规思路(1)根据题意画出正确的光路图根据题意画出正确的光路图(2)利用几何关系确定光路图中的边、角关系，

8、要注意利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是与法线入射角、折射角均是与法线(f xin)的夹角的夹角(3)利用折射定律、折射率公式列式求解利用折射定律、折射率公式列式求解第13页/共35页第十三页，共36页。第14页/共35页第十四页，共36页。3玻璃砖对光的折射问题玻璃砖对光的折射问题常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖对于半圆常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖对于半圆形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向指向圆心，则其光路图如图其光路图如图1311甲所示，光线只发生甲所示，光线只发生(fshng)一一次偏折

9、对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折次偏折对于两个折射面相互平行的长方形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光路如图乙所示，光线经过两次折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生射光线的方向平行，但发生(fshng)了侧移了侧移图图1311第15页/共35页第十五页，共36页。特别提醒：画光路图时应注意的问题特别提醒：画光路图时应注意的问题(wnt)：(1)光路是可逆的光路是可逆的(2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上直线上(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧

10、处不偏折第16页/共35页第十六页，共36页。课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练折射现象的定性分析折射现象的定性分析 假设地球表面不存在大气层，那么人们观察假设地球表面不存在大气层，那么人们观察(gunch)到的日出时刻与实际存在大气层的情况相到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比比()A将提前将提前B将延后将延后C某些区域提前，在另一些区域延后某些区域提前，在另一些区域延后D不变不变第17页/共35页第十七页，共36页。【精讲精析】假如地球周围没有大气层，太阳光【精讲精析】假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图将沿直线传播，如图1312所示，在地球上所示，在地球上B点

11、点的人将在太阳到达的人将在太阳到达A点时看到日出；而地球表面有点时看到日出；而地球表面有大气层时，由于空气的折射率大于大气层时，由于空气的折射率大于1，并且，并且(bngqi)离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，离地球表面越近，大气层的密度越大，折射率越大，太太图图1312第18页/共35页第十八页，共36页。阳光将沿如图所示阳光将沿如图所示AB曲线进入在曲线进入在B处的人眼中处的人眼中(yn zhn)，使在，使在B处的人看到日出，但在处的人看到日出，但在B处的人认为光处的人认为光是沿直线传播的是沿直线传播的,则认为太阳位于地平线上的则认为太阳位于地平线上的A点，而此点，而此时太阳还

12、在地平线以下，相当于日出时刻提前了时太阳还在地平线以下，相当于日出时刻提前了,所以无所以无大气层时观察到日出的时刻将延后大气层时观察到日出的时刻将延后【答案】【答案】B第19页/共35页第十九页，共36页。【方法总结】人眼是根据最终射入的光的方向来确定发【方法总结】人眼是根据最终射入的光的方向来确定发光物体位置光物体位置(wi zhi)的，光在空气中的折射，人眼是觉察的，光在空气中的折射，人眼是觉察不到的不到的第20页/共35页第二十页，共36页。变式训练变式训练1(2011年郑州质检年郑州质检)如图如图1313所示，眼所示，眼睛睛(yn jing)在在a处看到鱼在水中的处看到鱼在水中的b处处

13、,若从若从a处射出一处射出一束激光欲照射到鱼身上束激光欲照射到鱼身上,则激光应对着哪一位置射出则激光应对着哪一位置射出()图图1313Ab的下方的下方Bb的上方的上方Cb处处 D无法确定无法确定第21页/共35页第二十一页，共36页。解析：选解析：选C.人眼看到的是鱼的虚像人眼看到的是鱼的虚像(x xin)，鱼发出的，鱼发出的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当激光从光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当激光从a向向b发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上第22页/共35页第二十二页，共36页。光的反射、折射光路的计算光的反射、折射光路的计算第23页

14、/共35页第二十三页，共36页。第24页/共35页第二十四页，共36页。【答案】【答案】23.1 cm【方法总结】解答此类问题要注意：【方法总结】解答此类问题要注意：(1)根据题意根据题意画出正确的光路图；画出正确的光路图；(2)利用几何关系确定光路中的利用几何关系确定光路中的边、角关系边、角关系,要注意入射角、折射角的确定；要注意入射角、折射角的确定；(3)利利用反射定律、折射定律求解用反射定律、折射定律求解(qi ji)；(4)注意光路注意光路可逆性、对称性的应用可逆性、对称性的应用第25页/共35页第二十五页，共36页。 光线以光线以60的入射角从空气射入玻璃中，折的入射角从空气射入玻璃

15、中，折射光线与反射光线恰好垂直射光线与反射光线恰好垂直(真空中的光速真空中的光速c3.0108 m/s)(1)画出折射光路图；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；求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；(3)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化(binhu)？说明理由？说明理由关于折射率的计算关于折射率的计算第26页/共35页第二十六页，共36页。第27页/共35页第二十七页，共36页。第28页/共35页第二十八页，共36页。【答案】见自主【答案】见自主(zzh)解答解答第29页/共35页第二十九页，共36页。 河中有条

16、小鱼，某时刻小鱼的实际深度河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度(shnd)为为H，一人从水面正上方往水中看，他感觉，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小鱼的深度到的小鱼的深度(shnd)为多大？设水的折射率为为多大？设水的折射率为n.视深的计算视深的计算第30页/共35页第三十页，共36页。【精讲精析】如图【精讲精析】如图1317所示所示,设小鱼在设小鱼在S处，处，从鱼反射出的光线从鱼反射出的光线SO垂直垂直(chuzh)水面射出，光水面射出，光线线SO1与与SO间的夹角很小因一般人的瞳孔的线间的夹角很小因一般人的瞳孔的线度为度为23 mm，1、2为一组对应的入射角和折射为一组对应的入射角和折

17、射角，可知角，可知1、2均很小由数学知识可知：均很小由数学知识可知：图图1317第31页/共35页第三十一页，共36页。第32页/共35页第三十二页，共36页。【 方 法 总 结 】 在【 方 法 总 结 】 在 角 很 小 时 ， 数 学 近 似角 很 小 时 ， 数 学 近 似sintan是物理中最常用的近似关系场景是物理中最常用的近似关系场景(chng jng)中出现直角三角形时，用中出现直角三角形时，用sintan，这样更便于利用直角三角形的边角关系解题，场这样更便于利用直角三角形的边角关系解题，场景景(chng jng)中出现圆时，用中出现圆时，用sin，这样更，这样更便于利用弧长便

18、于利用弧长(或弦长或弦长)与半径的关系解题与半径的关系解题第33页/共35页第三十三页，共36页。第34页/共35页第三十四页，共36页。感谢感谢(gnxi)观看！观看！第35页/共35页第三十五页，共36页。NoImage内容(nirng)总结课标定位。2会依据光的反射定律和折射定律作出光路图。1如果光以同一入射角从真空射入不同介质(jizh),则()。A折射角越大,表示这种介质(jizh)对光线的偏折作用越大。D折射角越小,表示这种介质(jizh)对光线的偏折作用越小。特别提醒：画光路图时应注意的问题：。(2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在同一直线上。Cb处 D无法确定。第34页/共35页。感谢观看第三十六页，共36页。