光的折射定律

可逆
一、反射定律和折射定律
返回
2.光的折射
(1)光的折射现象
光从一种介质照射到两种介质的
时，一部分光 另
一种介质并改变传播方向的现象，分称界为面光的折射现象. 进入
(2)折射定律(如图1所示)
折射光线、入射光线和法线在
内，入射
光线与折射光线分居
；
与
之比为一常同数一，平即面＝
.
(3)在光的折射现象中法，线光两路侧 入射. 角的正弦值
第四章 光的折射
4.1 光的折射定律
学习目标定位
1.认识光的折射现象. 2.理解光的折射定律，并能用其解释和计算有关问题. 3.理解折射率的定义及其与光速的关系.
学习探究区
一、反射定律和折射定律 二、折射率
一、反射定律和折射定律
返回
问题设计
皎洁的月光下，在清澈的湖面上我们能通过水面看到月亮的 倒影.同时，月光能够照亮水中的鱼和草，这说明光从空气射 到水面时，一部分光射进水中，另一部分光返回到空气中， 那么这两部分光的去向遵从什么规律呢？ 答案 折射定律和反射定律.
折射角的正弦值
sin sin
ri＝n
可逆
图1
一、反射定律和折射定律
返回
3.注意：入射角、反射角和折射角不是光线与界面的夹角，而 是光线与法线的夹角；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，但并非一定要变化，当光垂直界面 入射时光的传播方向就不变化.
二、折射率
返回
问题设计
光由真空以相同的入射角射向不同的介质时，折射 角是不同的，为什么？ 答案 因为不同介质对光的折射率不同.
典例精析 二、介质的折射率
返回
sin α＝ 22，sin β＝
d
4＝ d22＋d42
1＝ 5
55，
故油的折射率 n＝ssiinn αβ＝ 210， v＝nc＝6 10×107 m/s. 10 2
课堂要点小结
பைடு நூலகம்返回
光的反射
反射定律 光路可逆
光的反射 和折射
光的折射
折射定律 光路可逆
折射率
定义式
n＝ssiinn
1234
解析 如图所示，人在岸上看离岸一段距离 的水下的鱼，应是从鱼的位置发出的光(实 际上是鱼的反射光)，经折射后射入人的眼 睛，看到的是鱼的像.把鱼看做一个发光点 S，人看到的是折射光线的反向延长线交于发光点S的右上 方S′点，这说明人看到的是鱼的虚像，且位置是偏向右上 方，所以选项B正确. 答案 B
答案 C
典例精析 二、介质的折射率
返回
例2 一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线
与折射光线垂直，则入射角为________.真空中的光速为c，则
60°
光在该介质中的传播速度为____3____.
解析 设入射角为θ，折射角为390c˚－θ，根据n＝
，
可以得到θ＝60°，再根据n＝ ，可得v＝ c.
45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，
则反射光线和折射光线的夹角是( )
A.75°
B.90°
C.105°
D.120°
典例精析 一、反射定律和折射定律的应用
返回
解析 如图所示，根据折射定律 sin i＝n，则sin r＝ sin r
的sinn夹i＝角sθi＝n 42158°0＝°12－，4r5＝°3－0°30，°反＝射10光5°线，与C折选射项光正线确.
一、反射定律和折射定律
返回
要点提炼
1.光的反射
(1)反射现象：光从一种介质射到它与第二种介质的 分界面时， 一部分光会返回到第一种介质的现象.
(2)光的反射遵循反射定律：反射光线与入射光线、法线处在
内，反射光线与入射光线分别位于
；
反同射一角平面 入射角. (3)在光的反射现象中，光路 .
等于
法线的两侧
与其他因素无关.故D项正确.
1234
2.(折射定律的应用)一个人站在湖边，观察离岸一段距离的 水下的一条鱼，这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实的位 置相比较，下列说法中正确的是( ) A.在鱼真实位置的正上方某处 B.在鱼真实位置上方偏向观察者的某处 C.在鱼真实位置下方偏向观察者的某处 D.所给条件不足，无法确定观察到的鱼的位置
c
3
v
3
sin θ sin 90°－θ
典例精析 二、介质的折射率
返回
例3 如图2所示，一储油圆桶，底面直径与 桶高均为d，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，在A点沿AB方向看去，看 到桶底上的C点，C、B相距d/4.由此可得油的 折 射 率 n ＝ ________ ； 光 在 油 中 传 播 的 速 度 v ＝ _图__2_____ m/s.(结果可用根式表示)
二、折射率
返回
要点提炼
1.折射率
(1)定义式：n＝ sin i .
sin r (2)折射率与光速的关系：n＝ c .
2.对折射率n的理解
v
(1)由于c＞v，故任何介质的折射率都 (填“大于”、“小
于”或“等于”)1.
大于
二、折射率
返回
(2)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由 介质本身
及入射光的
决定，与入射角、折射角的大小
频率
无关
.
(3)θ1为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而θ2为介
质中的光线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的
原因是由于光路的可逆性.
(4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.
典例精析 一、反射定律和折射定律的应用
返回
例1 一束光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为
图3
1234
解析 作光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，
n故＝选ssii项nn αθD＝正2确sins. iαncαos α，cos α＝n2＝ 23，α＝30°，所以θ＝60°.
答案 D
1234
1234
解析 依题意作出光路图如图所示.折射角：
θ2＝90°－θ′＝90°－θ1，玻璃的折射率：
由折射定律知：
nns＝invcθ＝1＝33s×i×n1θ10028＝8＝sin3(9. 0°－θ1)＝cos θ1，即
，
得θ1＝30°.故答案为A. 答案 A
tan
θ1＝n1＝
3 3
1234
i r
与速度的关系 n＝vc
自我检测区
1234
1234
1.(对折射率的理解)关于折射率，下列说法正确的是( D )
A.根据 sin i ＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比 B.根据 sin r ＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成反比
sin i C.根据ns＝in r ，介质的折射率与介质中的光速成反比 D.介质的折c射率与入射角、折射角的大小无关 解析 介质v 的折射率由介质材料本身和入射光的频率决定，