高中物理光的折射 折射率

光的折射与折射率光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质后改变传播方向的现象。

该现象是由于光在不同介质中传播速度不同而导致的。

当光从一种介质进入另一种折射率较大（即光速较慢）的介质时，其传播方向将发生偏折，我们称之为折射。

而光在介质中传播的偏折程度则由折射率来描述。

折射率是一个描述介质对光线折射能力的物理量，通常用符号n表示。

折射率越大，介质对光线的偏折程度就越大。

折射率的计算公式为：n = c/v，其中c代表真空中光速，v代表光在介质中的传播速度。

因为光在真空中传播速度是一个恒定值，所以不同介质的折射率可以用光在该介质中的传播速度来表示。

光的折射遵循斯涅尔定律，即入射光线、折射光线和法线所在的平面共面，而入射角i、折射角r和法线之间的关系由折射定律描述：n1sin(i) = n2sin(r)，其中n1和n2分别表示两种介质的折射率。

折射率对光的传播有重要影响。

不同介质的折射率差异导致光在介质间的传播速度变化，进而引起折射、反射等现象。

光的折射是光学器件如透镜、棱镜等工作的基础。

在实际应用中，我们可以利用折射率的差异来设计各种光学器件，实现光的聚焦、分散、偏折等功能。

根据不同介质的性质，折射率也会有所差异。

一般情况下，光在空气中传播的速度接近真空中光的传播速度，所以空气的折射率可近似为1。

而其他物质的折射率则与其原子、分子的结构、密度等有关。

不同物质的折射率是通过实验测量得到的，并可以由折射率确定的规律性质来预测。

折射率在工程应用中也具有重要的指导意义。

比如在光纤通信系统中，光纤的折射率决定了信号的传播速度和传输距离。

通过降低光纤的折射率可以提高光信号的传输效率，减少信号损耗。

此外，在材料科学领域中，利用折射率的差异可以实现光的控制传输，用于制备光学元件、减反射涂层、光波导等。

总之，光的折射与折射率是光学领域中基础而重要的概念。

光在介质中的传播受到折射率的影响，折射率的差异导致光的改变传播方向和速度。

A．光束Ⅰ仍为复色光、光束Ⅱ、Ⅲ为单色光
B．光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光束Ⅲ小
C．增大α角且α<90°、光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束Ⅰ
D．改变α角且α<90°、光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行
E．减小α角且α>0、光束Ⅲ可能会在上表面发生全反射ABD[由题意画出如图所示的光路图、可知光束Ⅰ是反射光线、所以仍是复色光、而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离、所以光束Ⅱ、Ⅲ是单色光、故A正确；由于光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ、所以玻璃对光束Ⅱ的折
射率大于对光束Ⅲ的折射率、根据v＝c
n
可知、光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光
束Ⅲ小、故B正确；当增大α角且α<90°、即入射角减小时、光束Ⅱ、Ⅲ会靠近光束Ⅰ、故C错误；因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的、根据光的入射角与反射角相等以及光的可逆性、可知改变α角且α<90°、光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行、故D正确；减小α角且α>0、根据折射定律、光的折射角增大、根据光的可逆性知、光束Ⅲ不可能在上表面发生全反射、故E错误。

]。

高中物理实验测量光的折射率在高中物理实验中，测量光的折射率是一个重要的实验内容，它涉及到光在不同介质中传播时的性质和规律，对于进一步理解光的行为和应用具有重要意义。

本文将介绍一种测量光的折射率的实验方法，并详细展示实验步骤和结果分析。

实验目的：测量光在不同介质中的折射率，验证光的折射定律。

实验器材：- 光源：白炽灯或激光器- 凸透镜- 透明介质：可以选择空气、水或玻璃等- 半透射介质：可以选择薄片、玻璃板等- 尺子或卡尺- 直尺实验步骤：1. 准备实验器材，将光源放置在实验台上，并使其能够发出稳定的光线。

2. 将凸透镜放在光源后方，透镜的凸面朝向光源。

3. 在凸透镜的另一侧放置半透射介质，如一个薄片。

4. 将透明介质放置在半透射介质的一侧，如将水倒在薄片上。

5. 在凸透镜和半透射介质上方放置一个直尺，调整直尺的位置，使其与光线传播的路径相交。

6. 观察光线经过透明介质后的偏折情况，并记录所观察到的数据。

7. 移动透明介质，改变光线在不同介质中的传播情况，再次观察并记录数据。

结果分析：根据实验数据，我们可以通过计算来得到光在不同介质中的折射率。

设光线从真空中射入介质1，经过折射后偏折角为θ1，光线在介质1中的入射角为i1，光线在介质2中的折射角为θ2，光线在介质2中的入射角为i2。

根据光的折射定律，有：n1 * sin(i1) = n2 * sin(i2)其中，n1和n2分别表示介质1和介质2的折射率。

在实验中，我们将i1设为0°，即光线从垂直方向射入介质1，此时θ1即为光线的偏折角，可以通过测量直尺上光线的偏折距离来计算。

通过多次实验，取不同水平位置的偏折距离，可以得到一组数据，并通过计算得到折射率的平均值。

实验注意事项：1. 测量时要保持实验环境稳定，避免外部干扰。

2. 实验过程中要注意光源的选择和稳定性。

3. 在实验中要小心操作，避免点燃或溅出介质。

通过以上实验步骤和结果分析，我们可以有效地测量光的折射率，并验证光的折射定律。

高中物理光的折射分析题解析光的折射是高中物理中一个重要的概念，也是考试中常见的题型之一。

在本文中，我将通过具体的题目举例，分析折射的相关考点，并给出解题技巧和指导。

1. 折射定律的应用题目：光线从空气中射入玻璃，入射角为30°，折射角为20°，求玻璃的折射率。

解析：根据折射定律，入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。

设空气的折射率为n1，玻璃的折射率为n2，则有sin30°/sin20° = n1/n2。

由此可得n2 = n1 * sin20°/sin30°。

解题技巧：在解这类题目时，首先要明确折射定律的表达式，即sinθ1/sinθ2 = n1/n2。

然后根据已知条件，代入公式计算即可。

需要注意的是，角度一般使用弧度制，需要进行相应的转换。

2. 全反射的条件题目：光线从水中射入玻璃，求当入射角大于多少时会发生全反射。

解析：全反射发生的条件是入射角大于临界角。

临界角可以通过折射定律推导得到，即sinθc = n2/n1。

在这个题目中，水的折射率为n1，玻璃的折射率为n2。

所以，当入射角大于临界角时，光线会发生全反射。

解题技巧：解这类题目时，首先要根据题目中给出的两种介质的折射率，得到临界角的表达式。

然后根据折射定律，求解入射角大于临界角的条件。

3. 折射率和光速的关系题目：光在空气中的速度为3×10^8 m/s，在玻璃中的速度为2×10^8 m/s，求玻璃的折射率。

解析：光在介质中的速度与介质的折射率有关。

根据光速在两种介质中的比值等于两种介质的折射率之比，即v1/v2 = n2/n1。

在这个题目中，光在空气中的速度为3×10^8 m/s，在玻璃中的速度为2×10^8 m/s。

所以，玻璃的折射率为n2 = n1 * v1/v2。

解题技巧：解这类题目时，首先要根据已知条件，得到光速在两种介质中的比值的表达式。

北 京 四 中年 级：高 三 科 目：物 理 期数：0104 编稿老师：曹树元 审稿老师：曹树元 录入：申容[本周教学内容]：一、光的折射定律、折射率：（一）在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配。

近法线折射 光中可逆→ 远法线折射（二）经历了1500年才得到完善的定律。

1、历史发展：公元二世纪古希腊天文学家托勒密（100-170）通过实验得到：（1）三线共面（2）法线居中（3）r ∝i 德国物理学家开普勒也做了研究。

光从空气进入某种玻璃的入射角折射角间的实验结果：空气入射角i(o ) 玻璃折射角r(o )i/r sini/sinr 10 6.7 1.50 1.49 12 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.67 1.51 70 38.6 1.81 1.50 80 40.6 1.97 1.51 2、折射定律：最终由荷兰科学家斯涅耳（1580-1626年）发现（1621年）。

ris i n s i n =常数−→−由介质决定 （三）折射率n ，描述物质的光学性质，决定于物质本身。

物质的性质：密度，比热，电阻率，介电常数，折射率。

物体的性质：质量n 真空=1，n 空气=1， n=risin sin （量度式）无单位， i —在真空气中光线与法线的夹角， r —在介质中光线与法线的夹角。

记住：n 水=1.33=34, n 玻璃=1.5=23.（四）介质的折射率与光速的关系（n 的决定式）实验研究表明：n=vc （c 光在真空中的速度，v 光在介质中的速度） 诱导公式：n 1v 1=n 2v 2=n 3v 3=C nsini 1=n 2sini 2=nsini 3 （五）光密媒质和光疏媒质。

（相对性） 玻璃、水、空气的折射率关系为 n 玻璃>n 水>n 空气.水对玻璃而言是光疏媒质，对空气则是光密媒质。

第十三章第一节 光的折射定律 折射率课前自主学习（学案）一、请学生自主复习教材第十三章第一节P46至P50。

二、结合复习的内容思考如下问题：（3-5个问题）（编写说明：问题的设计请围绕要求学生掌握的概念、规律、重点、难点展开，让学生通过自主学习掌握基本内容）1、光的折射：光从 斜射入 时，传播方向会改变的现象叫光的折射。

2、光的折射遵循折射定律：也叫斯涅耳定律， 与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于 的两侧，入射角i 的 与折射角r 的 成 比。

折射现象中光路是可逆的。

3、光从真空射入介质发生 时，入射角的 与折射角的 之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称 。

折射率是是表示介质折射光的本领大小的物理量。

折射率大小的决定因素有两个： 、 。

某介质折射率为vcn，式中n 为介质的折射率，n >1，故v <c 。

某一频率的光在不同介质中传播时,频率不变但折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波相同);不同频率的光在同一介质中传播时,折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波的区别).频率越高，折射率越大。

三、自主解答几道题目（3-5道）（编写说明：力图让学生提前掌握本课的一些基础达标题，当然也要有一定的思考性） 1、对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时A.其速度比在水中大,其波长比在水中长B.其速度比在水中大,其波长比在水中短C.其速度比在水中小,其波长比在水中短D.其速度比在水中小,其波长比在水中长解析:本题考查光在介质中传播时,速度、波长如何变化.据v =nc知,单色光在玻璃中的折射率比在水中大,因而速度比在水中小;由v =λν知,光的频率不变,速度v 变小,波长变短.C 正确. 答案:C2、细红光束和细蓝光束垂直于AB 面进入楔形棱镜,并能从AC 面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC 面射出后的情况是A.两束光一定相交B.两束光仍然平行C.两束光的反向延长线相交D.条件不足,无法确定解析:本题考查光的折射.由于光的折射,红蓝两束光从AC 面射出时均向BC 面偏折,但由于蓝光频率高于红光频率,其折射率大于红光的折射率,所以蓝光的偏转角大于红光的偏转角,所以从AC 面射出的两束光一定相交.故正确选项为A. 答案:A3、如图所示,光在真空和介质的界面MN 上发生偏折,那么下列说法正确是( ) A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成60°角答案：BC4、目前，一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器已研制成功．如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器（）A．沿视线对着空间站瞄高一些B．沿视线对着空间站瞄低一些C．沿视线对准空间站直接瞄准D．条件不足，无法判别答案：C5、让光线通过一块长方形的玻璃砖，下列判断中错误的是A. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的厚度有关B. 光线通过玻璃砖后发生的侧向位移与玻璃的折射率有关C. 测玻璃砖折射率一定用上下面平行的玻璃砖D. 出射光线方向不变是因为没有发生折射答案：CD课堂主体参与（教案）（要求编写一个详案）【学习目标】1、认识光的折射现象，理解折射定律；2、理解介质折射率的定义、会有折射率公式进行有关计算。

高中物理中的光的反射和折射有何特点知识点：高中物理中的光的反射和折射的特点1.光的反射光的反射是指光线从一种介质射向另一种介质时，在分界面上改变传播方向的现象。

在反射现象中，光线遵循反射定律，即入射角等于反射角。

反射定律是光学中的基本原理之一。

2.光的反射类型光的反射分为两种类型：镜面反射和漫反射。

镜面反射是指光线射向平滑表面时，反射光线呈现出明亮的反射图像。

漫反射是指光线射向粗糙表面时，反射光线向各个方向散射。

3.折射现象折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。

当光线从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光线会向法线方向弯曲。

4.折射定律折射定律是描述光线在折射过程中传播方向的规律。

根据折射定律，入射光线、折射光线和法线三者位于同一平面内，入射角和折射角的正弦值成正比。

5.光的折射类型光的折射分为两种类型：正常折射和全反射。

正常折射是指光线从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。

全反射是指光线从光密介质进入光疏介质时，入射角大于临界角时，光线全部反射回原介质。

6.光的折射率光的折射率是描述光线在介质中传播速度的物理量。

不同介质的折射率不同，通常情况下，光在真空中的折射率为1。

7.光的速度光在不同介质中的传播速度与介质的折射率有关。

光在真空中的速度是最快的，约为3×10^8 m/s。

在其他介质中，光的速度会减慢，且与介质的折射率成反比。

8.光的色散光的色散是指白光经过折射或反射后，分解成多种颜色的现象。

光的色散是由于不同波长的光在折射过程中，折射角不同所致。

9.光的干涉和衍射干涉是指两束或多束相干光波相互叠加时，产生明暗相间的干涉条纹的现象。

衍射是指光波遇到障碍物或通过狭缝时，发生弯曲和扩展的现象。

10.光的偏振光的偏振是指光波中的电场矢量在特定平面内振动的现象。

偏振光具有特定的偏振方向，可以通过偏振片来筛选和观察。

以上是关于高中物理中光的反射和折射特点的知识点介绍。

1．光的折射学习目标：1.[物理观念]理解光的折射定律、折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系． 2.会根据光的折射定律作出光路图，并能用来解释和计算有关问题．☆阅读本节教材，回答第80页“问题”并梳理必要知识点．教材第80页问题提示：是在昆虫实际位置的上方．一、折射定律1．光的反射和光的折射(1)光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示．(2)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．2．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，即sin θ1sin θ2＝n12.(2)在光的折射现象中，光路是可逆的．二、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，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，即n＝sin θ1 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之比，即n＝c v.4．特点任何介质的折射率都大于1.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)反射定律是确定反射光线位置的规律．(√)(2)一束光从空气进入水中时传播方向一定改变．(×)(3)当光从空气垂直进入水中时，水的折射率为0. (×)(4)折射率大的介质，密度不一定大．(√)2．(多选)关于光的反射与折射，下列说法正确的是()A．光发生反射时，光的传播方向不一定改变B．光发生反射时，光的传播方向一定改变C．光发生折射时，一定伴随着反射现象D．光发生反射时，一定伴随着折射现象BC[发生反射时，光的传播方向一定发生改变，且可以改变90°，A错，B对；发生折射时，一定伴随着反射现象，但有反射现象，不一定有折射现象，C对，D错．] 3．若某一介质的折射率较大，那么光在该介质中的速度较________．[解析]由n＝cv可知，介质的折射率越大，光在该介质中的速度越小．[答案]小折射定律问题1：看筷子的视深和实深相同吗？问题2：甲、乙两个图中，虚线代表什么？问题3：观察筷子和鱼的折射现象，其原理是什么？提示：1.不相同 2.虚线表示光不发生折射时的传播路线．3．光从水射入空气中，由于介质不同使光路发生偏折．1．光的方向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.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．【例1】(多选)如图所示，虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是()A．bO可能是入射光线B．aO可能是入射光线C．cO可能是入射光线D．Ob可能是反射光线BD[由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，所以aO、Ob应是入射光线或反射光线，PQ是法线．又因为反射光线、折射光线都不与入射光线位于法线同侧，所以aO是入射光线，Ob是反射光线，Oc是折射光线．](1)在反射、折射现象中，光路都是可逆的.(2)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；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化.[跟进训练]1．如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但实际上太阳已处于地平线以下，观察者的视觉误差大小取决于当地大气的状况．造成这种现象的原因是什么？[解析]太阳光线进入大气层发生折射，使传播方向改变，使人感觉太阳的位置比实际位置偏高．[答案]光的折射折射率几种介质的折射率(λ＝589.3 nm t＝20 ℃)介质折射率介质折射率金刚石 2.42氯化钠 1.54二硫化碳 1.63酒精 1.36玻璃 1.5～1.8水 1.33水晶 1.55空气 1.000 28提示：不是．例如：水的密度比酒精的密度大，但水的折射率却比酒精的折射率小．1．关于正弦值当光由真空射入某种介质中，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值之比是一个常数．2．关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，但不同介质具有不同的常数，说明常数反映着该介质的光学特性．3．光传播速度介质的折射率n跟光在其中的传播速率v有关，即n＝cv，由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，所以任何介质的折射率n都大于1.因此，光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角；而光由介质斜射入真空时，入射角均小于折射角．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，它的大小只能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．【例2】如图所示，光线以入射角θ1，从空气射向折射率为n＝2的玻璃表面．(1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多大？(2)当入射角θ1为多少时，反射光线与折射光线垂直？思路点拨：本题主要考查反射角、入射角和折射角的概念，首先应弄清反射角、折射角和入射角的含义，然后根据光路图，利用几何知识解题．[解析](1)由折射定律有n＝sin θ1sin θ2，解得sin θ2＝sin θ1n＝12，则θ2＝30°，由反射定律得θ′1＝θ1＝45°，由几何关系可知反射光线与折射光线间的夹角为θ＝105°.(2)当反射光线与折射光线垂直时，θ′1＋θ2＝90°则n＝sin θ1sin θ2＝sin θ1cos θ1′＝sin θ1cos θ1＝tan θ1＝2故θ1＝arctan2＝54.74°.[答案](1)105°(2)54.74°处理光的折射问题的一般思路(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、折射角均是光线与法线的夹角．(3)利用折射定律、折射率公式列式求解． [跟进训练]2．(多选)如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN 上发生偏折．下列说法正确的是( )A ．该光在介质Ⅰ中传播的速度大B ．该光在介质Ⅱ中传播的速度大C ．该光在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为3∶1D ．该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为3∶1BD [由题图知该光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率，根据折射率与光速的关系可知光在介质Ⅱ中传播的速度大；介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n ＝sin 60°sin 30°＝3，则该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为3∶1.选项B 、D 正确．]测量玻璃的折射率1．实验原理如图所示，abcd 为一个两面平行的玻璃砖，入射角为θ1，折射角为θ2，根据n ＝sin θ1sin θ2计算出玻璃的折射率．2．实验器材白纸，图钉，大头针，直尺，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖．3．实验步骤(1)在白纸上画出一条直线aa′作为界面，过aa′上的一点O1画出界面的法线NN′，并画一条线段AO1作为入射光线，如图所示．(2)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与aa′对齐．用直尺或三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动．将玻璃砖取下，画出直线bb′代表玻璃砖的另一边．(3)在直线AO1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挡住P1的像．再在观察的这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以及P1、P2的像，记下P3、P4的位置．过P3、P4作一条线段交bb′于O2.(4)连接O1O2，直线O1O2就代表了沿AO1方向入射的光线在玻璃砖中的传播路径，入射角θ1＝∠AO1N，折射角θ2＝∠O2O1N′.4．实验注意事项(1)所用玻璃砖要尽可能厚．(2)尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1与P2之间、P3与P4之间距离要稍大一些．(3)在实验过程中，玻璃砖与白纸的位置都不能改变．(4)操作时不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面，更不能用玻璃砖代替直尺画线，以免划伤玻璃砖表面．(5)实验时入射角不能太小(接近零度)，否则会使测量误差增大；也不能太大(接近90°)，否则不易观察到P1、P2的像．5．实验数据处理(1)平均值法计算出入射角不同时，入射角的正弦与折射角的正弦的比值sin θ1sin θ2，最后求出在几次实验中所测sin θ1sin θ2的平均值，即为玻璃砖的折射率．(2)图像法根据n＝sin θ1sin θ2，有sin θ2＝1n sin θ1.在多次改变入射角、测量相对应的入射角和折射角并计算正弦值的基础上，以sin θ1的值为横坐标，sin θ2的值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示．描点画线得到一条过原点的直线，求解图线的斜率，设斜率为k，则k＝1n，故玻璃砖折射率n＝1k.6．实验误差分析(1)误差来源本实验误差的主要来源是测量光在玻璃中的折射角θ2的误差．(2)减小误差的方法①选用宽度较大的玻璃砖，玻璃砖宽度宜在5 cm以上，若宽度太小则测量误差较大．②入射角宜在15°～75°范围内取值．③在纸上画aa′、bb′两条线时，应尽量准确地与玻璃砖的两个平行的折射面重合，这样，两交点O1、O2才能与光线的实际入射点较好地相符，否则将使画出的玻璃中的光路与实际情况偏离严重．名师点睛：插针的作用是找出玻璃砖内的光路，其关键是确定入射点和出射点，而入射点和出射点是利用插针后确定的直线与界面相交而得到的，故实验的关键是插准大头针，画准玻璃砖边界线，而与所选玻璃砖两边是否平行无关．如用半圆形、圆形或三角形玻璃砖，均可测出其折射率，光路如图所示．n＝sin isin r n＝sin isin r n＝sin isin r (a)(b)(c)【例3】用圆弧状玻璃砖做测量玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，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和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧所在圆的圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线．(1)在图上补画出完整的光路．(2)为了测出玻璃砖的折射率，需要测量入射角i和折射角r，请在图中的AB分界面上画出这两个角．(3)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角i和折射角r的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________.甲乙思路点拨：插针法的目的在于确定光路，由四个针的位置可以分别确定进入玻璃砖前和射出玻璃砖后的光路，从而确定光线进入和射出玻璃砖的位置，并画出玻璃砖中的光路．[解析](1)P3、P4的连线与CD的交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接这两点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示．(2)连接O点与光线在AB上的入射点所得直线即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示．(3)图乙中图线的斜率k＝sin isin r＝n，由图乙可知斜率为1.5，即该玻璃砖的折射率为1.5.[答案](1)见解析图(2)见解析图(3)1.5[跟进训练]3．(多选)某同学用“插针法”做测量玻璃折射率实验时，他的方法和操作步骤都正确无误，但他处理实验记录时，发现玻璃砖的两个光学面aa′和bb′不平行，如图所示，则()A．AO与O′B两条直线平行B．AO与O′B两条直线不平行C．他测出的折射率偏大D．他测出的折射率不受影响BD[光线由aa′进入玻璃砖时，由折射定律得n＝sin αsin β.光线从bb′射出玻璃砖时，由折射定律得n＝sin isin r，若aa′∥bb′，则β＝r，进而α＝i，出射光线O′B与入射光线AO平行；若aa′与bb′不平行，则有β≠r，进而α≠i，出射光线O′B与入射光线AO不平行，故选项B正确，A错误；用“插针法”测玻璃折射率时，只要实验方法正确，光路准确无误，结论必定正确，它不受玻璃的形状影响，故选项D正确，C 错误．]1．物理观念：光的反射、折射、折射率、折射定理．2．科学思维：平面几何知识的应用．3．科学探究：探究折射角和入射角间的关系.1．(多选)关于折射率，下列说法正确的是()A．某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值B．折射角和入射角的大小决定着折射率的大小C．两种介质相比较，折射率小的介质折光性较差D．任何介质的折射率都大于1CD [某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c 与光在介质中传播速度v 的比值，A 不对；折射率与折射角和入射角的大小无关，B 不对；折射率是衡量材料光学性能的重要指标，C 、D 对．]2．(多选)如图所示，光在真空和某介质的界面MN 上发生折射，由图可知( )A ．光是从真空射入介质的B ．光是由介质射入真空的C ．介质的折射率为 3D ．反射光线与折射光线的夹角为90°BCD [根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，反射光线与折射光线垂直，光是从介质射入真空的，折射率n ＝sin r sin i ＝sin 60°sin 30°＝3，只有B 、C 、D 正确．] 3．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实际存在大气层的情况相比将________(选填“提前”或“延后”)．[解析] 假如地球周围没有大气层，太阳光将沿直线传播，如图所示．在地球上B 点的人们将在太阳到达A ′点时看到日出；而地球表面有大气层，由于空气的折射率大于1，并且离地球表面越近，大气层越密，折射率越大，太阳光将沿如图所示AB 曲线射入在B 处的人眼中，使在B 处的人看到了日出．但B 处的人认为光是沿直线传播，则认为太阳位于地平线上的A ′点，而此时太阳还在地平线下，日出的时间提前了，所以无大气层时日出的时间将延后．[答案] 延后4．在利用插针法测量玻璃折射率的实验中：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa ′和bb ′后，不小心碰了玻璃砖使它向aa ′方向平移了少许，如图所示．则他测出的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa ′、bb ′间距画得比玻璃宽度大些，如图所示，则他测得的折射率将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)．[解析](1)如图所示，甲同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，由几何知识分析可知测得的入射角、折射角没有受到影响，因此测得的折射率将不变．(2)如图所示，乙同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小．[答案](1)不变(2)偏小5．[思维拓展]怎样才能叉到鱼？提示：如图所示，鱼发出的光从水进入空气，发生折射进入人眼，人眼逆着光线看总认为光沿直线传播，好像光是从鱼的上方发出的，故人看到的鱼在实际位置的上方．所以渔民叉鱼时，总是要向看到的鱼的下方叉才能叉到鱼．。

光线折射率
光线的折射率是由介质的相对折射率决定的。

介质的相对折射率越大，光在其中传播的速度就越慢，折射角也越小。

折射率常被用来衡量介质对光的折射能力。

在物理学中，绝对折射率是指光在真空中与在介质中的传播速度之比，而相对折射率则是光在两种不同介质之间的传播速度之比。

因此，相对折射率可以用来描述光在两种不同介质之间的折射现象。

不同介质的折射率不同，因此光在不同介质中传播时会发生折射现象。

例如，当光从空气射入水中时，由于水的折射率比空气大，光线会发生折射，使得光线的路径发生弯曲。

这种现象可以用光的折射率计算公式来描述。

光的折射率计算公式为：n = c/v，其中n表示介质的折射率，c 表示光在真空中的速度，v表示光在介质中的速度。

这个公式表明，光在不同介质中传播时，其速度和折射率是成反比例关系的。

在光学中，折射率是一个非常重要的物理量，它决定了光在介质中的传播速度和路径。

例如，通过测量光线的折射角和入射角之间的关系，可以计算出介质的折射率。

此外，不同介质的折射率不同，因此也可以利用这个特性来设计和制造光学器件和仪器。