高中物理 光的折射定律課件 魯科版選修3-4.ppt

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,,高中物理·選修3-4·魯科版,,,第4章 光的折射與全反射 第1講 光的折射定律,[目標(biāo)定位] 1.理解光的折射定律，并能用來解釋和計(jì)算有關(guān)問題.2.理解折射率的物理意義，知道折射率與光速的關(guān)系.3.會(huì)依據(jù)光的折射定律作出光路圖.4.會(huì)用插針法測(cè)定玻璃的折射率．,改變,正弦,正弦,3．光路可逆性：在光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象中，光路都是 的． 4．折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角i的 跟折射角r的 的比值n，叫做這種介質(zhì)的折射率．,可逆,正弦,正弦,偏折,大,真空,這種介質(zhì),,,,三、測(cè)量介質(zhì)的折射率 原理：用插針法確定光路，根據(jù)光的 計(jì)算出折射率． 四、對(duì)折射現(xiàn)象的解釋 1．現(xiàn)象：水中的物體看起來比實(shí)際要淺． 2．色散現(xiàn)象 紅光的傳播速度最 ，折射率最 ；紫光的傳播速度最 ，折射率最 .,折射定律,大,小,小,大,一、對(duì)折射率的理解 1．折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，其大小由介質(zhì)本身及入射光的頻率決定，與入射角、折射角的大小無關(guān)．,解析 介質(zhì)的折射率是一個(gè)反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，由介質(zhì)本身和光的頻率共同決定，與入射角、折射角無關(guān)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)；由于真空中的光速是個(gè)定值，故n與v成反比是正確的，這也說明折射率與光在該介質(zhì)中的光速是有聯(lián)系的，選項(xiàng)C正確；由于v＝λf，當(dāng)f一定時(shí)，v與λ成正比，又n與v成反比，故n與λ也成反比，選項(xiàng)D正確． 答案 CD,借題發(fā)揮 折射率n反映了介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，它的大小只由介質(zhì)本身和入射光的頻率決定，與入射角和折射角的大小無關(guān)，切不可認(rèn)為n與入射角的正弦成正比，與折射角的正弦成反比．,3.實(shí)驗(yàn)步驟：(1)如圖4－1－1所示，將白紙用圖釘釘在平木板上．,圖4－1－1,(2)在白紙上畫出一條直線aa′作為界面(線)，過aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線． (3)把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，使它的長(zhǎng)邊跟aa′對(duì)齊，畫出玻璃磚的另一邊bb′.,(4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像．再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3本身及P1、P2的像，記下P3、P4的位置． (5)移去大頭針和玻璃磚，過P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向．,4．注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)中，玻璃磚在紙上位置不可移動(dòng)． (2)不能用手觸摸玻璃磚光潔面，更不能把玻璃磚當(dāng)尺子用． (3)大頭釘應(yīng)豎直插在白紙上，且玻璃磚每一側(cè)兩枚大頭針P1與P2間、P3與P4間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，以減小確定光路方向時(shí)造成的誤差．,(4)實(shí)驗(yàn)中入射角不宜過小，否則會(huì)使測(cè)量誤差大，也不宜過大． (5)本實(shí)驗(yàn)中如果采用的不是兩面平行的玻璃磚，而是采用三棱鏡、半圓形玻璃磚等，那么只是出射光和入射光不平行，同樣能測(cè)出折射率．,【例2】 用三棱鏡做測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)，先在白紙上放好三棱鏡，在棱鏡的一側(cè)插入兩枚大頭針P1和P2，然后在棱鏡的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標(biāo)出的大頭針位置和三棱鏡輪廓如圖4－1－2所示． 圖4－1－2,(1)在本題的圖上畫出所需的光路； (2)為了測(cè)出棱鏡玻璃的折射率，需要測(cè)量的量是________，________，在圖上標(biāo)出它們； (3)計(jì)算折射率的公式是________． 解析 (1)如圖所示，畫出通過P1，P2的入射光線，交AC面于O，畫出通過P3，P4的出射光線交AB面于O′.則光線OO′就是入射光線P1P2在三棱鏡中的折射光線．,,,答案 見解析,【例3】 如圖4－1－3所示，一透明介質(zhì)制成的直角三棱鏡，頂角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，經(jīng)AB面射出后的光線偏離原來方向15°.已知光在真空中的傳播速度為c. 求：(1)該介質(zhì)對(duì)光的折射率； (2)光在該介質(zhì)中的傳播速度．,圖4－1－3,,【例4】 如圖4－1－4，三棱鏡的橫截面為直角三角形ABC，∠A＝30°，AC平行于光屏MN，與光屏的距離為L(zhǎng)，棱鏡對(duì)紅光的折射率為n1，對(duì)紫光的折射率為n2.一束很細(xì)的白光由棱鏡的側(cè)面AB垂直射入，直接到達(dá)AC面并射出．畫出光路示意圖，并標(biāo)出紅光和紫光射在光屏上的位置，求紅光和紫光在光屏上的位置之間的距離． 圖4－1－4,解析 光路如圖所示．紅光和紫光在AC 面上的入射角相同，設(shè)為i，折射角分別 為r1和r2，它們射到屏上的位置離O點(diǎn)的 距離分別為d1和d2.由折射定律得 n1sin i＝sin r1 ① n2sin i＝sin r2 ②,,借題發(fā)揮 1.光的顏色由光源的頻率決定，與介質(zhì)無關(guān)，與波長(zhǎng)無關(guān)，介質(zhì)中的光速由介質(zhì)和光的頻率共同決定． 2．白光由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成，七種色光的特性差異可以用下表表示出來.,