光的反射和折射(精品备课教案).ppt

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1、第一节 光的反射和折射,1,2,折射光线,入射光线,反射光线,一、光的反射和折射,1.光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时，一部分光返回到第1种介质的现象。,（1）反射光线、入射光线和法线在同一平面上,（2）反射光线和入射光线分居法线两侧,（3）反射角和入射角相等,光路可逆,O,A,B,一、光的反射和折射,2.光的反射定律, 折射光线、入射光线、法线在同一平面内., 折射光线和入射光线分居法线两侧,一、光的反射和折射,3.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫做光的折射。,1,2,折射光线,入射光线,4.光的折射定律,当光从空气斜射入水或玻璃

2、中时，折射角小于入射角,当入射角增大时，折射角也随着增大 反之减小,当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角,一、光的反射和折射,空气中角大,一、光的反射和折射,思考： 入射角和折射角有什么定量关系呢？,实验探究,入射角的正弦和折射角的正弦成正比,斯涅耳定律,比例常数,一、光的反射和折射,5.在光的折射现象中，光路也是可逆的,思考：为什么入射角的正弦与折射角的正弦的比是个常数呢？它跟什么因素有关呢？,由惠更斯原理可知：sin1/sin2=v1/v2,（1）n的大小与介质有关，与i和r无关，对 于确定的介质，n是定值，不能说 nsini或n1/sinr,（2）折射率无单位，任何介质的折射率

3、皆大于1。,3. 说明：,二、折射率,1.折射率的定义：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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。,空气,玻璃,4.物理意义-反映介质对光的偏折能力的大小,二、折射率,5.几种介质的折射率：,真空本身的折射率 = 1,二、折射率,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之比：,（n1）,研究表明： 光在不同介质中的速度不同，这正是发生折射的原因。,6.折射的原因,二、折射率,解释现象,P,弯折的筷子,三、应用,假设地球表面不存在大气层,那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比, ( ) A.将提前 B.将延后 C

4、.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变,三、应用,B,有大气，看到太阳更早 没有大气，将迟一些看到太阳,三、应用,如图所示，一储油桶，底面直径与高均为1m。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m。求油的折射率和光在油中的传播速度。,O,四、例题,O,因底面直径和桶高相等,由此可知 AOF= ABG=450,又OD=2CD,油的折射率,光在油中的传播速度,解:,四、例题,1.下面哪个图正确地表示了光从空气射入玻璃中的情况？,A,B,C,D,答案：C,空气,玻璃,五、练习,2.光线

5、以30的入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成90 夹角，则玻璃的折射率为？,五、练习,解析：,3.斜插入水中的筷子与竖直方向成45角，由空气中向下观察，看到筷子在水中的部分与竖直方向成的角度为，则( ) A.45 B.45 C.=45 D .条件不足，无法判断,B,五、练习,入射角i 10 20 30 40 50 60 70 80,折射角r 6.6 13.2 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1,i / r 1.51 1.51 1.54 1.57 1.63 1.70 1.80 1.95,Sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.5

6、0 1.50 1.50,入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,=n（n为常数）,结论：,即：,（思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？）,光从空气进入玻璃：,Sini/sinr 1.51 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50,入射角i 10 20 30 40 50 60 70 80,折射角r 6.6 13.2 19.5 25.4 30.7 35.3 38.8 41.1,玻璃,水,折射角r 7.5 14.9 22.1 28.9 35.2 40.6 45 47.8,Sini/sinr 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33

7、1.33 1.33 1.33,金刚石,折射角r 4.1 8.1 11.9 15.4 18.5 21 22.9 24,Sini/sinr 2.42 2.43 2.42 2.42 2.41 2.42 2.41 2.42,可看出：光从空气（真空）进入同一种介质，总有入射角与折射角的正弦之比相等（不同介质比值不同）。,思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？,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：测玻璃砖的折射率,i,r,思考：光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气

8、中。如果玻璃砖的上下表面是平行的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向的特点。,单色光经玻璃砖后侧移而传播方向不变,1、原理：折射定律,2、方法：用插针法研究某一条光线经过平行玻璃砖，测出折射角和入射角。,空气,玻璃,i=?,r=?,界面,法线,3、实验器材：玻璃砖、白纸 、大头针若干、铅笔、直尺、量角器,（1）铺纸（将白纸用图钉固定在木板上）,（2）在白纸上画一条线aa作为界面，过aa上的一点O（作为入射点）画法线NN,并画AO作为入射光线,（3）把玻璃砖放在白纸上，使它的一边与aa对齐（确保O为实际入射点） ，确定（如何确定，联想验证平行四边形定则实验中记录力的方向）玻璃砖的另一界面bb （确保

9、出射点准确）,步骤（边听边模仿）,（6）连接OO，入射角i=AON,折射角r NOO， 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,（5）移去在大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线 DC与bb交于o（作为实际出射点），直线OD代表沿AO方向入射光通过玻璃砖后的传播方向,（4）在直线AO上竖直插大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线让P2挡住P1的像。再在另一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3、P2、P1的像，记下P3、P4位置,（7）用上述方法求出入射角分别为300、450、600时的折射角，查出它们的正弦值，填入

10、表格中,（8）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,5、注意事项： （1）入射角一般取15o75o为宜 （太小，相对误差大；太大,使折射光线弱，不易观察） （2）插针要竖直，且间距适当大些（精确确定光路） （3）插针法实验，玻璃砖不能动（移动会改变光路图 ） （4）确定边界线时严禁把玻璃砖当尺子用（损坏玻璃砖），画边界线时描两点确定边界线 （5）玻璃砖宽度在5cm以上（让折射光线长点以减小误差）,4、数据处理： （1）计算法：量角度计算 （2）作图法：画一个圆与折射、入射光线相交于A、E两点，从交点作两条与法线垂直的线段，量出两条线段长度,实验原理：,1、根据折射率的定义：,要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射 角和入射角。,空气,玻璃,i=?,r=?,界面,法线,实验过程（演示）：,