高中物理选修3-4课件：13.1 光的反射和折射
2．实验器材 两面平行的玻璃砖，方木板，白纸，图钉(若干)，大头针四枚， 直尺，量角器，铅笔．
3．实验步骤 (1)如图3Fra bibliotek示，将白纸用图钉钉在平木板上．
图3
(2)在白纸上画出一条直线 aa′作为界面(线)，过 aa′上的一点 O 画出界面的法线 NN′，并画一条线段 AO 作为入射光线． (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟 aa′对齐，画出玻 璃砖的另一边 bb′. (4)在直线 AO 上竖直插上两枚大头针 P1、P2，透过玻璃砖观察大 头针 P1、P2 的像，调整视线方向直到 P2 的像挡住 P1 的像．再在 观察者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 本身及 P1、P2 的像，记下 P3、P4 的位置．
2．光的折射及折射定律 (1)光的折射：光从第 1 种介质射到它与第 2 种介质的分界面
时，一部分光会进入第 2 种介质的现象． (2)折射定律 折射光线与入射光线、法线处在 同一平面 内，折射光线与入 射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成
正 比，即
sin sin
θ1 θ2
＝n12.
图4
(1)在本题的图上画出所需的光路； (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 ________， ________，在图上标出它们； (3)计算折射率的公式是________． 解析
(1)如图所示，画出通过 P1、P2 的入射光线，交 AC 面于 O，画出 通过 P3、P4 的出射光线交 AB 面于 O′.则光线 OO′就是入射光 线 P1P2 在三棱镜中的折射光线． (2)在所画的图上注明入射角 θ1 和折射角 θ2，并画出虚线部分，用 量角器量出 θ1 和 θ2. (3)n＝ssiinn θθ12. 答案 见解析
【深度思考】 光在两种介质的界面发生反射和折射现象时，反射光线、折 射光线和入射光线的传播速度是否相同？ 答案 光在不同介质中的传播速度不同．反射光线和入射光 线是在同一介质中，故它们两个的传播速度相同；折射光线 和入射光线不在同一介质中，故它们两个的传播速度不同．
【例 1】 一束光线射到一个玻璃球上，如图 1 所示．该玻璃球 入射角的正弦与折射角的正弦之比是 3，光线的入射角是 60°.求 该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向．(用与入射光 线的夹角表示)
(3)与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可
逆的．
3．解决光的折射问题的基本思路
(1)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，要注意入射角、
折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角．
(3)利用折射定律
n＝ssiinn
θ1等知识列方程，结合数学三角函数 θ2
的关系进行运算．
[目标定位] 1.理解光的反射定律和折射定律，并能用来解 释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与 光速的关系.3.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图.4. 会用插针法测定玻璃的折射率．
一、反射定律和折射定律
1．光的反射及反射定律 (1)光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面 时，一部分光会 返回 到第1种介质的现象． (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 同一平面内， 反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角 等于入射 角． (3)在光的反射现象中，光路 可逆 ．(填“可逆”或“不可逆”)
解析 (1)若光从玻璃射向空气时，入射角为 30°，折射角为 45°；
若光从空气射向玻璃时，入射角为 45°，根据光路的可逆性知，折
射角一定为
30°，由折射定律得，玻璃的折射率为
n＝ssiinn
θ2＝ θ1
2.
(2)由折射率与光速的关系 n＝vc得
光在玻璃中的传播速度
v＝nc＝3×2108 m/s≈2.12×108m/s.
【例 4】 在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放 好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针 P1 和 P2，然后在棱镜的 另一侧观察，调整视线使 P1 的像被 P2 挡住，接着在眼睛所在的 一侧插两枚大头针 P3、P4，使 P3 挡住 P1、P2 的像，P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图 4 所示．
()
A．根据ssiinn θθ12＝n12 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B．根据ssiinn θθ12＝n12 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C．根据 n＝vc可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成
反比
D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与波长成反比
解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质 本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项 A、B 均错；由于真空中的光速是个定值，故 n 与 v 成反比是正确的， 这也说明折射率与光在该介质中的传播速度是有联系的，选项 C 正确；由于 v＝λf，当 f 一定时，v 与 λ 成正比，又 n 与 v 成反比， 故 n 与 λ 也成反比，选项 D 正确． 答案 CD
图1
解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所
示．由折射定律得ssiinn ri11＝n，
sin sin
ri22＝n1.
由△AOB 为等腰三角形，则 i2＝r1.
由几何关系知 r1＋∠1＝60°，
i2＋∠2＝r2，
又由图知，∠3 是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠
1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光
2．折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在 真空中的 传播速度 c 与光在这种介质中的传播速度 v 之比，即 n＝vc.
3．任何介质的折射率 n 都大于 1.
4．对折射率的理解 (1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介 质本身及入射光的 频率 决定，与入射角、折射角的大小 无 关．(填“有”或“无”) (2)“相对折射率”与“绝对折射率” ①相对折射率：光从介质 1 射入介质 2 时，入射角 θ1 与折射 角 θ2 的正弦之比叫做介质 2 对介质 1 的相对折射率，通常用 n12 表示.ssiinn θθ12＝n12.
②绝对折射率：若介质 1 是真空，则介质 2 相对真空的折射率叫
做该介质的绝对折射率，通常用 n 表示．
(3)应用
n＝ssiinn
θ1计算介质的折射率时，注意 θ2
θ1
为真空中的光线与
法线的夹角，不一定为入射角；θ2 为介质中光线与法线的夹角，
也不一定为折射角．
【例 2】 (多选)关于折射率，下列说法正确的是
(7)用上述方法测出入射角分别为 30°、45°、60°时的折射角，查出
它们的正弦值，填入表格中．
(8)算出不同入射角下的正弦比值ssiinn θθ12，最后求出在几次实验中比
值ssiinn
θ1的平均值，即为玻璃砖的折射率． θ2
4．注意事项 (1)实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． (2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用． (3)大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1 与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向 时造成的误差． (4)实验中入射角不宜过小或过大，否则会使测量误差增大． (5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三 棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光线和入射光线不平 行，同样能测出折射率．
折射率的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角 和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比， 与折射角的正弦成反比.
【例 3】 如图 2 所示，一束平行光以 θ1＝30°的入射角从玻璃射 向空气中，折射角为 θ2＝45°，求：
图2 (1)玻璃的折射率； (2)光的玻璃中的传播速度； (3)增大 θ1，则 θ2 如何变化？玻璃的折射率增大吗？
(5)移去大头针和玻璃砖，过 P3、P4 所在处作直线 O′B 与 bb′交 于 O′，直线 O′B 就代表了沿 AO 方向入射的光线通过玻璃砖
后的传播方向．
(6)连接 OO′，入射角 θ1＝∠AON，折射角 θ2＝∠O′ON′，用 量角器量出 θ1 和 θ2，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些 数据记录在自己设计的表格中．
线与入射光线的夹角为 60°.
答案 与入射光线的夹角为60°
解决光的折射问题，首先应正确画出光路图，再利用几何关 系确定边、角关系，最后利用折射定律等公式求解.
二、折射率(n)
1．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， 用符号 n 表示．
(3)增大 θ1，则 θ2 亦增大，但玻璃的折射率不变，因为折射率由介 质本身及光的性质决定，与入射角无关．
答案 (1) 2 (2)2.12×108m/s (3)增大 不增大
三、测定玻璃的折射率
1．实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量 角器测入射角 θ1 和折射角 θ2，根据折射定律计算出玻璃的折 射率 n＝ssiinn θθ12.
3．实验步骤 (1)如图3Fra bibliotek示，将白纸用图钉钉在平木板上．
图3
(2)在白纸上画出一条直线 aa′作为界面(线)，过 aa′上的一点 O 画出界面的法线 NN′，并画一条线段 AO 作为入射光线． (3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟 aa′对齐，画出玻 璃砖的另一边 bb′. (4)在直线 AO 上竖直插上两枚大头针 P1、P2，透过玻璃砖观察大 头针 P1、P2 的像，调整视线方向直到 P2 的像挡住 P1 的像．再在 观察者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 本身及 P1、P2 的像，记下 P3、P4 的位置．
2．光的折射及折射定律 (1)光的折射：光从第 1 种介质射到它与第 2 种介质的分界面
时，一部分光会进入第 2 种介质的现象． (2)折射定律 折射光线与入射光线、法线处在 同一平面 内，折射光线与入 射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成
正 比，即
sin sin
θ1 θ2
＝n12.
图4
(1)在本题的图上画出所需的光路； (2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是 ________， ________，在图上标出它们； (3)计算折射率的公式是________． 解析
(1)如图所示，画出通过 P1、P2 的入射光线，交 AC 面于 O，画出 通过 P3、P4 的出射光线交 AB 面于 O′.则光线 OO′就是入射光 线 P1P2 在三棱镜中的折射光线． (2)在所画的图上注明入射角 θ1 和折射角 θ2，并画出虚线部分，用 量角器量出 θ1 和 θ2. (3)n＝ssiinn θθ12. 答案 见解析
【深度思考】 光在两种介质的界面发生反射和折射现象时，反射光线、折 射光线和入射光线的传播速度是否相同？ 答案 光在不同介质中的传播速度不同．反射光线和入射光 线是在同一介质中，故它们两个的传播速度相同；折射光线 和入射光线不在同一介质中，故它们两个的传播速度不同．
【例 1】 一束光线射到一个玻璃球上，如图 1 所示．该玻璃球 入射角的正弦与折射角的正弦之比是 3，光线的入射角是 60°.求 该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向．(用与入射光 线的夹角表示)
(3)与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可
逆的．
3．解决光的折射问题的基本思路
(1)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，要注意入射角、
折射角是入射光线、折射光线与法线的夹角．
(3)利用折射定律
n＝ssiinn
θ1等知识列方程，结合数学三角函数 θ2
的关系进行运算．
[目标定位] 1.理解光的反射定律和折射定律，并能用来解 释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与 光速的关系.3.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图.4. 会用插针法测定玻璃的折射率．
一、反射定律和折射定律
1．光的反射及反射定律 (1)光的反射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面 时，一部分光会 返回 到第1种介质的现象． (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 同一平面内， 反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角 等于入射 角． (3)在光的反射现象中，光路 可逆 ．(填“可逆”或“不可逆”)
解析 (1)若光从玻璃射向空气时，入射角为 30°，折射角为 45°；
若光从空气射向玻璃时，入射角为 45°，根据光路的可逆性知，折
射角一定为
30°，由折射定律得，玻璃的折射率为
n＝ssiinn
θ2＝ θ1
2.
(2)由折射率与光速的关系 n＝vc得
光在玻璃中的传播速度
v＝nc＝3×2108 m/s≈2.12×108m/s.
【例 4】 在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放 好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针 P1 和 P2，然后在棱镜的 另一侧观察，调整视线使 P1 的像被 P2 挡住，接着在眼睛所在的 一侧插两枚大头针 P3、P4，使 P3 挡住 P1、P2 的像，P4 挡住 P3 和 P1、P2 的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图 4 所示．
()
A．根据ssiinn θθ12＝n12 可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B．根据ssiinn θθ12＝n12 可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C．根据 n＝vc可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成
反比
D．同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与波长成反比
解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质 本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项 A、B 均错；由于真空中的光速是个定值，故 n 与 v 成反比是正确的， 这也说明折射率与光在该介质中的传播速度是有联系的，选项 C 正确；由于 v＝λf，当 f 一定时，v 与 λ 成正比，又 n 与 v 成反比， 故 n 与 λ 也成反比，选项 D 正确． 答案 CD
图1
解析 光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所
示．由折射定律得ssiinn ri11＝n，
sin sin
ri22＝n1.
由△AOB 为等腰三角形，则 i2＝r1.
由几何关系知 r1＋∠1＝60°，
i2＋∠2＝r2，
又由图知，∠3 是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠
1＋∠2.联立以上各式解得∠3＝60°，即第一次从玻璃球射出的光
2．折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在 真空中的 传播速度 c 与光在这种介质中的传播速度 v 之比，即 n＝vc.
3．任何介质的折射率 n 都大于 1.
4．对折射率的理解 (1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介 质本身及入射光的 频率 决定，与入射角、折射角的大小 无 关．(填“有”或“无”) (2)“相对折射率”与“绝对折射率” ①相对折射率：光从介质 1 射入介质 2 时，入射角 θ1 与折射 角 θ2 的正弦之比叫做介质 2 对介质 1 的相对折射率，通常用 n12 表示.ssiinn θθ12＝n12.
②绝对折射率：若介质 1 是真空，则介质 2 相对真空的折射率叫
做该介质的绝对折射率，通常用 n 表示．
(3)应用
n＝ssiinn
θ1计算介质的折射率时，注意 θ2
θ1
为真空中的光线与
法线的夹角，不一定为入射角；θ2 为介质中光线与法线的夹角，
也不一定为折射角．
【例 2】 (多选)关于折射率，下列说法正确的是
(7)用上述方法测出入射角分别为 30°、45°、60°时的折射角，查出
它们的正弦值，填入表格中．
(8)算出不同入射角下的正弦比值ssiinn θθ12，最后求出在几次实验中比
值ssiinn
θ1的平均值，即为玻璃砖的折射率． θ2
4．注意事项 (1)实验中，玻璃砖在纸上的位置不可移动． (2)不能用手触摸玻璃砖光洁面，更不能把玻璃砖当尺子用． (3)大头钉应竖直插在白纸上，且玻璃砖每一侧两枚大头针P1 与P2间、P3与P4间的距离应适当大些，以减小确定光路方向 时造成的误差． (4)实验中入射角不宜过小或过大，否则会使测量误差增大． (5)本实验中如果采用的不是两面平行的玻璃砖，而是采用三 棱镜、半圆形玻璃砖等，那么只是出射光线和入射光线不平 行，同样能测出折射率．
折射率的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角 和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比， 与折射角的正弦成反比.
【例 3】 如图 2 所示，一束平行光以 θ1＝30°的入射角从玻璃射 向空气中，折射角为 θ2＝45°，求：
图2 (1)玻璃的折射率； (2)光的玻璃中的传播速度； (3)增大 θ1，则 θ2 如何变化？玻璃的折射率增大吗？
(5)移去大头针和玻璃砖，过 P3、P4 所在处作直线 O′B 与 bb′交 于 O′，直线 O′B 就代表了沿 AO 方向入射的光线通过玻璃砖
后的传播方向．
(6)连接 OO′，入射角 θ1＝∠AON，折射角 θ2＝∠O′ON′，用 量角器量出 θ1 和 θ2，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些 数据记录在自己设计的表格中．
线与入射光线的夹角为 60°.
答案 与入射光线的夹角为60°
解决光的折射问题，首先应正确画出光路图，再利用几何关 系确定边、角关系，最后利用折射定律等公式求解.
二、折射率(n)
1．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， 用符号 n 表示．
(3)增大 θ1，则 θ2 亦增大，但玻璃的折射率不变，因为折射率由介 质本身及光的性质决定，与入射角无关．
答案 (1) 2 (2)2.12×108m/s (3)增大 不增大
三、测定玻璃的折射率
1．实验原理 用插针法确定光路，找出跟入射光线相对应的折射光线，用量 角器测入射角 θ1 和折射角 θ2，根据折射定律计算出玻璃的折 射率 n＝ssiinn θθ12.
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【原创课件】物理：13.1《光的反射和折射》课件(新人教版选修3-4)
弦之比n，叫做这种介质的折射率．
n sin i sin r
i
空气
水
r
在光的折射现象中，光路是可逆的。
折射率─反映介质对光的折射作用
i
空气
玻璃
r
i 水 r′
折射角与光速的关系
n sini c sinr v
研究表明：光在不同介质中的速度不同；
某介质的折射率，等于光在真空中的速度c与光 在这种介质中的传播速度υ之比。
空气
人在水上看到物体像，
比实际物体位置偏上， 感觉水比较浅。
水
硬币
渔民叉鱼
由于光的折射，水中物体的位 置看起来比实际位置要高些。
渔民怎样才能叉到鱼？
谢谢
【原创课件】物理：13.1 《光的反射和折射》课件(新
人教版选修3-4)
观 察 探究活动一：光的反射和折射现象
现象：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．
一般说来，光从第1种介质 射到它与第2种介质的分界面 时，一部分光会返回到第1种 介质，这个现象叫做光的反射； 另一部分光会进入2种介质， 这个现象叫做光的折射．
观
察
探究：折射角与入射角的定量关系
光由空气射入玻璃时入射角θ1和折射角θ2的数值表
入射角 折射角 θ1 / θ2
sinθ1/sinθ2
50
3.30
100
6.7015010源自1020013.40
300
19.60
400
25.20
500
30.70
800
40.60
♂
光的折射定律（斯涅耳定律）
（1）折射光线与入射光线、法线 处在同一平面内；
例题
n sin i sin r
i
空气
水
r
在光的折射现象中，光路是可逆的。
折射率─反映介质对光的折射作用
i
空气
玻璃
r
i 水 r′
折射角与光速的关系
n sini c sinr v
研究表明：光在不同介质中的速度不同；
某介质的折射率，等于光在真空中的速度c与光 在这种介质中的传播速度υ之比。
空气
人在水上看到物体像，
比实际物体位置偏上， 感觉水比较浅。
水
硬币
渔民叉鱼
由于光的折射，水中物体的位 置看起来比实际位置要高些。
渔民怎样才能叉到鱼？
谢谢
【原创课件】物理：13.1 《光的反射和折射》课件(新
人教版选修3-4)
观 察 探究活动一：光的反射和折射现象
现象：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．
一般说来，光从第1种介质 射到它与第2种介质的分界面 时，一部分光会返回到第1种 介质，这个现象叫做光的反射； 另一部分光会进入2种介质， 这个现象叫做光的折射．
观
察
探究：折射角与入射角的定量关系
光由空气射入玻璃时入射角θ1和折射角θ2的数值表
入射角 折射角 θ1 / θ2
sinθ1/sinθ2
50
3.30
100
6.7015010源自1020013.40
300
19.60
400
25.20
500
30.70
800
40.60
♂
光的折射定律（斯涅耳定律）
（1）折射光线与入射光线、法线 处在同一平面内；
例题
人教版高中物理选修3-4课件13-1《光的反射和折射》PPT.ppt
1．发生反射现象时，反射光线和入射光线传播的速度是否 相等？
提示： 光在反射时，入射光线和反射光线是在同一介质 中，因此反射光线和入射光线的传播速度相同。
2．发生折射现象时，入射角与折射角成正比，是吗？ 提示： 不是。据折射定律，入射角的正弦与折射角的正弦 成正比。
3．光在介质中折射率可能小于 1吗？ 提示：不可能。光在任何介质中折射率都大于 1。
3．光的折射现象： 光从第1种介质射到它与第2种介质的 分界面 时，一部分光会进入第 2种介质的现象。
4．光的折射定律： 折射光线、入射光线与法线处在 同一平面 内，折射光线与入射光线分别位于法线的 两侧 ；入射角的正弦与 折射角的正弦成 正比 。即ssiinnθθ12＝n12。
5．在光的反射和折射现象中光路是 可逆 的。
课堂合作探究
要点一 反射定律和折射定律
1.光的反射 (1)反射现象：光从第 1种介质射到它与第 2种介质的分界面 时，一部分光会返回到第 1种介质的现象。 (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面 内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入 射角。
2．光的折射 (1)折射现象 如图所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分 光被反射回原来介质，即反射光线 OB。另一部分光进入第 2种 介质，并改变了原来的传播方向，即光线 OC，这种现象叫做光 的折射现象，光线 OC称为折射光线。
(1)当入射角 θ1＝45°时，反射光线与折射光线的夹角 θ为多 大？
(2)当入射角 θ1为多大时，反射光线和折射光线垂直？
解析：(1)设折射角为 θ2，
由n＝
sinθ1 sinθ2
，得
sinθ2＝
sinθ1 n
＝
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射PPT
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
光的折射
光的折射： 光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象。
光在折射时遵循哪些规律呢？
光从空气射入玻璃
光从空气射入玻璃时， 折射光线、入射光线和法线在同一平面内； 折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射 角大于折射角； 入射角增大，折射角随着增大； 垂直入射时折射角等于零； 光折射时，光路是可逆的。
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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光的折射
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
折射的规律：
① 折射光线与入射光线、法线处在同 一平面内，折射光线与入射光线分别位 于法线的两侧； ②当光从空气斜射入水或玻璃中时，折 射角小于入射角 ；当光从水或玻璃斜射 入空气中时，折射角大于入射角。
光的反射定律：
定律理解：
法线
A
B ①反射光线、入射光线、法线共面
入射角反射角
②反射角等于入射角（光线与法线
入射光线
的夹角） 反射光线
③反射光线、入射光线关于法线对称
O
④光路可逆：沿原来的反射光线入射，
将沿原来入射光线射出
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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“赤橙黄绿青蓝紫 谁持彩练当空舞”
彩虹实际是光的色散 现象
“海客谈瀛洲 烟涛微茫信难求”
海市蜃楼实际是光 发生全反射的结果
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光的折射
光的折射： 光从介质1斜射入介质2时，传播方向发生改变的现象。
光在折射时遵循哪些规律呢？
光从空气射入玻璃
光从空气射入玻璃时， 折射光线、入射光线和法线在同一平面内； 折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射 角大于折射角； 入射角增大，折射角随着增大； 垂直入射时折射角等于零； 光折射时，光路是可逆的。
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光的折射
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折射的规律：
① 折射光线与入射光线、法线处在同 一平面内，折射光线与入射光线分别位 于法线的两侧； ②当光从空气斜射入水或玻璃中时，折 射角小于入射角 ；当光从水或玻璃斜射 入空气中时，折射角大于入射角。
光的反射定律：
定律理解：
法线
A
B ①反射光线、入射光线、法线共面
入射角反射角
②反射角等于入射角（光线与法线
入射光线
的夹角） 反射光线
③反射光线、入射光线关于法线对称
O
④光路可逆：沿原来的反射光线入射，
将沿原来入射光线射出
人教版高中物理选修3-4 13.1光的反射和折射(共67张PPT)
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“赤橙黄绿青蓝紫 谁持彩练当空舞”
彩虹实际是光的色散 现象
“海客谈瀛洲 烟涛微茫信难求”
海市蜃楼实际是光 发生全反射的结果
高中物理选修3-4-13.1光的反射和折射精品ppt课件
1、常数不同说明什么？ 2、常数有何物理意义？
“折射率”
四、 折射率
sin 1 n 1、绝对折射率n（折射率） sin 2
①是光从真空（空气）射入某种介质时的折射率。
②折射率得的大小与介质有关，与入射角和折射角 的大小无关。
③折射率无单位，任何介质折射率都大于1。
2、折射率的物理意义
折射率n反映了介质的光学性质。
五、课堂小结
光沿直线传播，且光路可逆！ 实验 光的折射 探究 光的反射 玻璃 水
折射率
案例1
怎样才能叉到鱼？
案例2
射水鱼喷水捕食蟋蟀
多姿多彩的“光”世界
妙趣横生的“光”世界
1、海市蜃楼
光的反射和折射
【实验演示】 杯中盛有适量的水，将一 支铅笔或筷子倾斜插入水中， 可以观察到什么现象？
提示：观察到铅笔或筷子发生“弯折”吗？ 物体在水中的“弯折” 属于光的折射现象。
一、知识温故
光在传播过程中，光路是可逆的。 光 从 空 气 射 入 水 中
A
N
θ1 O θ2 B
空气 玻璃
斯 涅 耳
N'ห้องสมุดไป่ตู้
（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）入射角的正弦跟折射角正弦成正比，如果用n12来表示这 个比例常数，就有：
sin 1 n12 sin 2
5、实验结论的进一步讨论分析
空气—玻璃 sin 1 1.52 sin 2 空气—水 sin 1 1.32 sin 2
通过曲线拟合，对于原有猜想，你又有何想法？
4、实验结论
（1）图 像
空气—玻璃
Sinθ1 Sinθ1
物理：13.1 光的反射和折射 课件(人教版选修3-4)
核心要点突破
一、对光的折射现象及折射定律的理解 1．在掌握折射定律时，首先要理解定律“根据入射 要理解定律“ ．在掌握折射定律时，首先要理解定律 光线确定折射光线”的方法， 光线确定折射光线”的方法，体会定律在确定一条 光线时采用的从“空间→平面→ 光线时采用的从“空间→平面→线”的科学表述方 sinθ1 其次， 式．其次，定律给出了 ＝n，这个常数 n 就是这 ， sinθ2 种介质的折射率． 种介质的折射率．
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 1．如果光以同一入射角从真空射入不同介质 则( ．如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则 A．折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大 ．折射角越大 表示这种介质对光线的偏折作用越大 B．折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小 ．折射角越大 表示这种介质对光线的偏折作用越小 C．折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大 ．折射角越小 表示这种介质对光线的偏折作用越大 D．折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小 ．折射角越小 表示这种率的理解 1．物理意义 ． 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量， 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，由 n＝ ＝ sinθ1 可知； 一定时， 越大， 越小， 可知；当 θ1 一定时，n 越大，θ2 越小，此时光线 sinθ2 就越大， 越大， 的偏折角 ∆θ＝θ1－θ2 就越大，即 n 越大，光线的偏 ＝ 折角度就越大． 折角度就越大． 2．决定因素 ． 折射率的大小由介质本身及入射光的频率决定， 折射率的大小由介质本身及入射光的频率决定， 与入 射角、折射角的大小无关， 射角、折射角的大小无关，“折射率与入射角的正弦 成正比” 的说法和“ 成正比” 的说法和“折射率与折射角的正弦成反比 的说法都是错误的． 的说法都是错误的．
人教版选修3-4 第十三章 第1节 光的反射和折射 课件(31张)
解析：选 D 折射率是反映介质光学性质的物理量，其 大小由介质本身和入射光频率决定，所以 A、B、C 项说法 错误，应选 D 项．
4．一个圆柱形筒，直径为 12 cm，高为 16 cm.人眼在筒 右侧上方某处观察，看到筒左侧的深度为 9 cm.当筒中装满 某种液体时，则恰能看到筒左侧的最低点．求：
第十三章 光
第1节 光的反射和折射
固知识、要点梳理 练能力、课后提升
固知识、要点梳理
要点一 反射定律和折射定律
1．光的反射现象：光从第 1 种介质射到它与第 2 种介 质的 1 __分__界__面____时，一部分光会 2 __返__回__到____第 1 种介 质的现象．
2．光的反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 3 ___同__一__平__面__内____，反射光线与入射光线分别位于法线的 4 ___两__侧_____，反射角 5 ____等___于___入射角．如图所示．
6. (2019·河北武邑中学期中)如图所示是利用插针法测 定玻璃砖的折射率时得到的光路图．玻璃砖的入射面 AB 和 出射面 CD 并不平行，则：
(1)出射光线与入射光线________(选填“平行”或“不 平行”)．
(2)以入射点 O 为圆心，以 R＝5 cm 长度为半径画圆， 与入射线 PO 交于 M 点，与折射线 OQ 交于 F 点，过 M、F 点分别向法线作垂线，量得 MN＝1.68 cm，EF＝1.12 cm， 则该玻璃砖的折射率 n＝________.
所以折射率
n＝ssiinn
θ1＝ θ2
dd22＋＋Hh22＝
112222＋＋19622＝43.
(2)光在此液体中的传播速度为
v＝
nc ＝
3.0×108 4
人教版高中物理选修3-4精品课件 第十三章 1 光的反射和折射
(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa'对齐,画出玻璃
砖的另一边bb'。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大
头针P1、P2的像,调整视线方向直到P2的像挡住P1的像,再在观察者
一侧竖直插上两枚大头针P3、P4来自使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及
由图得
sin
n=sin
①
由几何关系得 1.5tan i+3tan i=6
解得
所以
4
tan i=3
4
sin i=
5
②
P 点至树岸边的距离为 3tan i=4
sin r=
4
2
42 +ℎ
③
把②③代入①得 h=5.3 m。
答案:5.3 m
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
归纳总结解决光的反射、折射问题的方法
(3)光路可逆性:光由介质射入空气或真空时,折射角θ2大于入射
角θ1。根据光路可逆,可认为光由空气或真空以入射角θ2入射,对应
的折射角为θ1。
在折射现象中,光路是可逆的。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
典例剖析
例题1如图所示,一小孩站在宽6 m的河边,在他正对面的岸边有
一距离河面高度为3 m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
2.数据处理
(1)计算法:通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射
砖的另一边bb'。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大
头针P1、P2的像,调整视线方向直到P2的像挡住P1的像,再在观察者
一侧竖直插上两枚大头针P3、P4来自使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及
由图得
sin
n=sin
①
由几何关系得 1.5tan i+3tan i=6
解得
所以
4
tan i=3
4
sin i=
5
②
P 点至树岸边的距离为 3tan i=4
sin r=
4
2
42 +ℎ
③
把②③代入①得 h=5.3 m。
答案:5.3 m
课堂篇探究学习
探究一
探究二
探究三
当堂检测
归纳总结解决光的反射、折射问题的方法
(3)光路可逆性:光由介质射入空气或真空时,折射角θ2大于入射
角θ1。根据光路可逆,可认为光由空气或真空以入射角θ2入射,对应
的折射角为θ1。
在折射现象中,光路是可逆的。
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探究一
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当堂检测
典例剖析
例题1如图所示,一小孩站在宽6 m的河边,在他正对面的岸边有
一距离河面高度为3 m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河
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探究一
探究二
探究三
当堂检测
2.数据处理
(1)计算法:通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射
人教版高中物理选修3-4课件 13 光的反射与折射课件
第十三章 · 光
第一节 光的反射和折射
一、光的反射和折射
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。这种现象分别叫光的折射和反射。
一、光的反射和折射 判断入射、折射、反射光线、法线、界面？
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
折
射
光的折射定律：两介质、共面、异侧、不等大
3、折射率：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
定义式：
n12
sin1 sin2
决定式：n12
C
v
恒大于1，c v
物理意义：反应光线从真空折射到另一介质时光线折射程度的物理量
4、实验：测定玻璃砖的折射率："点"~"线"~"角"~"率"
（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
（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O’D代表沿AO方向入射光 通过玻璃砖后的传播方向
Ａ
Ａ
Ｎ
Ｏ
Ｂ
Ｂ ＣＭ
解: 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
我们是怎样看到水中的鱼的？ 有光从水中传到我们的眼睛。 光从一种介质进入另一种介质传播
光的折射
从水中看水面上的物体，物体比实际的高度要高
13.1 光的反射和折射课件 新人教版选修3-4课件
(4)决定因素：介质的折射率是反映介质的光学性质的物 理量，它的大小只由介质本身及光的性质共同决定，不随 入射角、折射角的变化而变化． sin θ1 特别提醒 折射率的定义式：n＝ 中的 θ1 为真空中的 sin θ2
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．
分类例析 课堂对点演练
二、测定玻璃的折射率
实验原理： 用插针法确定光路， 找出跟入射光线相对 应的折射光线，用量角器测入射角 θ1 和折射角 θ2， sin θ 1 根据折射定律计算出玻璃的折射率 n＝ . sin θ 2 实验器材：两面平行的玻璃砖，方
木板，白纸，图钉(若干)，大头针
四枚，直尺，量角器，铅笔．
பைடு நூலகம்分类例析
课堂对点演练
光的折射及折射定律 光从第一种介质射到它与第二种介质的分界 光的折射 进入第二种介质 的现象 面时，一部分光________________ 法线 的夹 入射角、 入射角：入射光线与_____ 法线 的夹角 折射角 折射角：折射光线与_____ 同一平面 折射光线与入射光线、法线处在_________ 内，折射光线与入射光线分别位于法线的 两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成__ 正比. ____ 折射定律 sin θ 1 sin θ 2 ＝n12 ________
一条过原点的直线．
1 求解图线斜率，设斜率为 k，则 k＝ ，故玻璃砖折射率 n 1 n＝ . k
误差分析
(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、
出射侧所插两枚大头针间距应大一些，玻璃砖应宽一些． (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些， 以减小测量的相对误差．
物理：13.1_光的反射和折射_课件(人教版选修3-4)
2．光的折射和折射定律 (1)折射现象：光线从第1种介质照射到它与第2种介 进入 质的分界面时,一部分光会_____第2种介质的现象． (2)折射定律 同一平面 折射光线与入射光线、法线处在__________内，折 射光线与入射光线分别位于_____的两侧；入射角的 法线 sinθ1/sinθ2 正比 正弦与折射角的正弦成_____，即____________＝
A．b的下方
C．b处
B．b的上方
D．无法确定
解析：选C.人眼看到的是鱼的虚像，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a向b发射时，经水面折射后将刚好照射 到鱼身上． 【方法总结】 人眼是根据最终射入的光的
尝试题 4、 有人在游泳池岸边“竖直”向下观 察池水的深度，看上去池水的视深为 h，已知 4 水 的 折射 率 为 ， 那么 池 水的 实 际深 度 H＝ 3 ________.
二、对折射率的理解 1．物理意义 折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，由 n＝ sinθ1 可知；当 θ1 一定时，n 越大，θ2 越小，此时光线 sinθ2 的偏折角 Δθ＝θ1－θ2 就越大，即 n 越大，光线的偏 折角度就越大． ※介质对光线偏折程度的一个物理量 2．决定因素 折射率的大小由介质本身及入射光的频率决定， 与入 射角、折射角的大小无关，“折射率与入射角的正弦 成 正 比” 的说 法 和“ 折射 率与 折 射角的 正 弦成 反 比”的说法都是错误的．
图13－1－1
特别提醒：画光路图时应注意的问题： (1)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
一直线上．
(3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折．
光的反射、折射光路的计算
尝试题 6、(2011 年徐州模拟)如图 13－1－4 所示， 半圆玻璃砖的半径 R＝10 cm，折射率为 n＝ 3， 直径 AB 与屏幕垂直并接触于 A 点，激光 a 以入射 角 i＝30° 射向半圆玻璃砖的圆心 O，结果在水平屏 幕 MN 上出现了两个光斑． 求两个光斑之间的距离 L.