2016新课标三维人教物理选修3-4 第十三章 光 第1节 第一课时 光的反射和折射 下载本文

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第1节

光的反射和折射

1.光的反射定律:简记为,共面、两侧、相等。 2.荷兰数学家斯涅耳总结的光的折射定律:

(1)内容: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。

sin θ1(2)表达式:=n12,式中n12是比例常数。

sin θ2

3.物理学中把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。

c

4.折射率n由介质本身及入射光的频率决定,且有n=v。

第一课时 光的反射和折射

一、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。

二、光的折射和折射率 1.光的折射和折射定律

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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,一部分光进入第2种介质的现象 入射角:入射光线与法线的夹角 折射角:折射光线与法线的夹角 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折射定律 光路可逆性 2.折射率 (1)物理意义

反映介质的光学性质的物理量。 (2)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,简称折射率,sin θ1即n=。

sin θ2

(3)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c

比,即n=v。

(4)特点

任何介质的折射率都大于1。

sin θ1位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即=n12 sin θ2在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的 入射角折射角

1.自主思考——判一判

(1)反射定律是确定反射光线的位置的规律。(√) (2)不是所有的反射现象都遵循反射定律。(×) (3)发生漫反射时,反射角不等于入射角。(×)

(4)一束光从空气进入水中时,传播方向一定发生变化。(×) (5)折射率大的介质,密度不一定大。(√)

(6)光的反射现象中,光路是可逆的,光的折射现象中,光路不是可逆的。(×) 2.合作探究——议一议

如图13-1-1甲、乙所示是一狭窄光束射到玻璃面上时发生折射和反射的情景,结合情景讨论下列问题。

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图13-1-1

(1)反射光线、折射光线、入射光线和法线的位置关系如何?提示:反射光线、折射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线、折射光线和入射光线分居法线两侧。

(2)在光的反射和折射中如果逆着反射光线或折射光线的方向射入,出射光线会沿什么方向?

提示:出射光线会沿原入射光线的方向射出,因为在光的反射和折射中光路是可逆的。

折射定律的理解和应用

1.光的方向

(1)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(斜射),并非一定变化,当光垂直界面入射时,传播方向就不发生变化。

2.光的传播速度

光从一种介质进入另一种介质时,传播速度一定发生变化,当光垂直界面入射时,光的传播方向虽然不变,但也属于折射,光传播的速度发生变化。

3.入射角与折射角的大小关系

光从一种介质进入另一种介质时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介质的折射率大小而定。当光从真空斜射入介质时,入射角大于折射角;当光从介质斜射入真空时,入射角小于折射角。

[典例] 光线以60°的入射角从空气射入玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直。(真空中的光速c=3.0×108 m/s)

(1)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; (3)当入射角变为45°时,折射角等于多大?

(4)当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化?说明理由。 [思路点拨]

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