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高三物理鲁科版光的折射与全反射PPT教学课件

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高中物理第4章光的折射与全反射第1节光的折射定律课件鲁科版选修3-4

高中物理第4章光的折射与全反射第1节光的折射定律课件鲁科版选修3-4

②画出两种色光通过棱镜的光路图，如图所示，由图得 ssinin3r01°＝n1 ssinin3r02°＝n2 x＝d(tan r2－tan r1)＝d( 4n－2 n22－ 4n－1 n21)
【答案】 ①nn21 ②d( 4n－2 n22－ 4n－1 n21)
复色光通过三棱镜发生色散的规律 如图4-1-11所示，复色光经过棱镜折射后分散开来，是因为复色光中包含多 种颜色的光，同一种介质对不同色光的折射率不同．
[再判断] 1．当光从水中射入空气中时，折射角大于入射角．( √ ) 2．不同颜色的光在同一种介质中的折射率不同．( √ ) 3．当一束白光射入三棱镜时，红光偏折程度最大，紫光偏折程度最小．( ×)
[核心点击] 1．同一介质对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，对紫光的折 射率最大．
2．由n＝
3．如图4-1-7所示，关于“测定玻璃的折射率”的实验，回答以下问题．
图4-1-7 (1)请证明图中的入射光线和射出玻璃砖的光线是平行的． (2)为减小实验误差，入射角大一些好还是小一些好？
4．在“测定玻璃折射率”的实验中，某同学经正确操作插好了4枚大头针， 如图4-1-8甲所示．
(1)在图4-1-8乙中画出完整的光路图；
3．斯涅耳定律(折射定律)
sin i
入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数．即 sin r ＝n.
4．折射率
(1)定义 光从 真空 射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的 正弦之
比．用n表示．
(2)定义式 sin i
n＝ sin r . (3)意义：介质的折射率反映了光在介质中的 偏折度 ．
对折射现象的解释
[先填空] 1．水中的物体看起来比实际的要 浅，这是因为水的折射率大于空气的折射 率，光从水中射入空气时，折射角 大于入射角． 2．一束白光射入三棱镜时会发生 色散现象，这是因为不同颜色的光在同一介 质中的传播速度不同，折射率 不同，其中红光的传播速度最大，折射率最小，经 三棱镜后偏折程度最小， 紫光的传播速度最小，折射率最大，经三棱镜后偏折程 度最大．平常我们所说的某介质的折射率是指七种色光的平均折射率．

鲁科版高中物理选修3-4课件 光的折射定律课件1

鲁科版高中物理选修3-4课件 光的折射定律课件1

4.对折射定律的理解： (1)当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的 正弦值是可以改变的，但入射角与折射角的正弦值的比值是一 个常数。 (2)折射率大小不仅反映了介质的折射本领，也反映了光在介 质中传播速度的大小。不同介质具有不同的折射率，说明折射 率反映了该介质的光学特性。
(3)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。 (4)介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n= c 。由
一、对折射定律、折射率的理解 1.对定律内容的解读： (1)“同面内”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面 内”，这句话大体上说明了三线的空间位置：折射光线在入射 光线与法线决定的平面内，即三线共面。 (2)“线两旁”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”， 这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线 的“自由度”越来越小。(i>0)
【标准解答】光路如图所示 由题意可得入射角为53° 由折射定律
sini =n sinr sin53 = 4 sinr 3 则r=37°,
由几何关系得影长 s=0.3·tan53°+1·tan37°=1.15 m 答案：1.15 m
【总结提升】利用光路图解决光的折射问题的方法
(1)根据题意画出正确的光路图。首先要找到入射的界面，同
【解析】(1) 由n c 得v c 3108 m / s 3 108 m / s。
v
n3
(2)作光路图如图所示，在BC界面上由折射定律：
sin 90
n
，解得r=30°。
sinr
由几何关系可得，反射光线与AC面的夹角为α=r=30°。 答案：(1) 3 ×108 m/s (2)30°

光的全反射ppt课件

光的全反射ppt课件

例如，水晶与水相比， 水晶为光密介质，水为光疏介质 水与空气相比， 水为光密介质，空气为光疏介质。
发生全反射的条件是: 光由光密介质射入光疏介质， 且入射角大于等于临界角。 例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶 时就不会发生全反射，
典例
一束单色光从玻璃射入空气。 已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能 否发生折射? 若能，折射角为多大?
光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律， 光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足
1
根据公式 sinC= 1可求出不同介质的临界角。
n
钻石的临界角约为 24.4° 水的临界角约为 48.8° 而玻璃因制造材料的不同，临界角有较大的差异，一般在 30°— 42°
介质的临界角越小，就越容易发生全反射。
科学知识
为了使钻石能发生全反射，需要将其表面打磨成特定的角 度使射到钻石背面的光的入射角大于其临界角24.4°。
科学知识
在图4-30中，图(a)是打合适的一种式样而图(b)(c)分别是 打得太深、太浅的情况，这样光会从其侧面或者底面射出， 使钻石失去光泽。
课堂练习
课堂练习
1.自行车尾灯用透明介质制成， 其外形如图所示。请说明自行 车尾灯在夜晚被灯光照射时特 别明亮的原因。

用同样的分析方法可知，当光 垂直于 AC面射入棱镜时，在两 个直角边的界面都会发生全反 射，使光的传播方向改变了 180°(图4-25)。
全反射棱镜的反射性能比镀 银的平面镜更好，精密的光 学仪器常用它代替镀银平面 镜来反射光，如全反射棱镜 应用于潜望镜等
美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的 微笑”“相会的彩桥”等。通常能看见的彩虹是红色在外、紫 色在内，这被称为“虹”。

鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光的折射和全反射 第1节 光的折射 (3)

鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光的折射和全反射 第1节 光的折射 (3)
在折射现象中,光路是可逆的。
二、折射率
1.定义
光从
真空
正弦
斜射入某种介质发生折射时,入射角i的正弦与折射角r的
的比值。用n表示。Leabharlann 2.定义式n=sin
sin
。
3.物理意义
反映介质光学性质的一个物理量,反映了光从空气斜射入介质(或从介质斜
射入空气)时偏离
原来传播方向
的程度。折射率越大,偏离程度越大。
AB面的反射光线与折射光线的夹角为90°。光在真空中的传播速度为c。
求:
(1)玻璃的折射率;
(2)激光在玻璃中传播的速度。
解析 (1)如图所示,由几何关系知:光在AB界面的入射角θ1=60°,折射角
θ2=30°
则
sin
n=
sin
(2)由
1
2
= √3。

n= 得

答案 (1)√3

v=

=
√3
的表面A点射入,由下表面O点射出,从玻璃砖射入空气
的入射角为i,进入空气后分解为两束光OB和OC。则从
A点算起,复色光中的
先到达O点;光束OC为
(选填“OB”或“OC”)光
(选填“红”或“紫”)光。
解析 由题图可知,光由玻璃到空气,折射角较小的OC光的折射率较小,在
玻璃中的传播速度较大,应为红光,先到达O点。
也属于折射。
(2)光线的偏折方向:光线从折射率小的介质斜射入折射率大的介质,折射
光线向法线偏折,反之将偏离法线。
(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。

第四章《光的折射与全反射》ppt-鲁科版选修(3-4)PPT课件

第四章《光的折射与全反射》ppt-鲁科版选修(3-4)PPT课件
光的折射与全反射 综合应用
（ C ）1、如图所示，一束复色 可见光入射到置于空气中的平行玻璃 砖MNPQ上，穿过玻璃后从下表面射 出a、b两束单色光，则下列说法正确 的是
A．玻璃对a光的折射率较大 B．b光更容易发生衍射 C．a、b两束单色光互相平行 D．若增大MN面上的入射角， a光可能在PQ面上发生全反射
演讲完毕，谢谢观看！
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( C )6.如图所示,将半圆形玻璃砖放
在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光 源S可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束 总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动, 在P上先看到七色光带,以后各色光陆续 消失.则此七色光带从下到上的排列顺序 以及最早消失的光是
A.红光→紫光,红光 B.紫光→红光,红光 C.红光→紫光,紫光 D.紫光→红光,紫光
（ A ）7、如图所示，一根粗细 均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1. 5， 半径为R，两端面A、B均为正方形， 宽度为d。令一束平行光垂直于端面A
入射，要使入射光线全都从另一端面 B射出，则R与d之比的最小值应为 A．2 B．1 C．3 D．1.5
习题
8、如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n= 2 的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射 角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：⑴ 该激光在光导纤维中的速度v是多大？⑵该激光在光导纤维中 传输所经历的时间是多少？

鲁科版高中物理选修(3-4)第4章第1节《光的折射定律》ppt课件

鲁科版高中物理选修(3-4)第4章第1节《光的折射定律》ppt课件

思考感悟
如何使一束光进入水中而传播方向不发生变化？
提示：光从一种介质斜射入另一种介质时，传
播方向会发生变化，而当光垂直界面入射时，
光的传播方向不变，因此可以使光束垂直水面
入射．
二、折射率的意义
1．定义：光从____射入某种介质发生折射时， 真空 入射角i的____与折射角 r的____之比用 正弦 正弦 __表示． n 2．定义式：n＝_______. sini/sinr 3．折射率与光速的关系 光在不同介质中的________ 不同，且都____光 传播速度 小于 在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等 光在真空中 光在这种介质中 于__________ 的传播速度c与______________ 的 c 传播速度v之比，即n＝____. v
当光垂直界面射入时，光的传播方向就不变
化．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．关于光的折射，错误的说法是( 面内 B．入射光线和法线一定在一个平面内 C．入射角总大于折射角 D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射 角 )
A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平
解析：选C.由光的折射定律知折射光线一定在法 线和入射光线所确定的平面内，A、B都正
三、测量介质的折射率 1．在测量介质的折射率的实验中，作出的光路 图如图4－1－2所示． 图 4－ 1－ 2
图 中 AO 为 ________ ， OE 为 ________ ， NN′ 为 入射光线 折射光线 ____法线 ，i为______ ，r是______ ，玻璃折射率的表 入射角 折射角 sini 达式n＝______. sinr
(4)实验表明，当入射角增大时，折射角____． 增大 图 4－ 1－ 1
3．折射定律

鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光的折射和全反射 本章整合

sin
1
θ=

由几何关系有OE=Rsin θ
甲
由对称性可知,若光线都能从上表面射出,光束的宽度最大为l=2OE
联立代入数据得l= 2 R。
(2)设光线在距O点
3
R的C点射入后,在上表面的入射角为α,由几何关系和
2
已知条件得α=60°>θ
乙
光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由G点射出,如图乙所示。由反射
目录索引
知识网络·体系构建
重点题型·归纳整合
知识网络·体系构建
本章属于几何光学知识,包括光的折射、全反射及其应用。
思考下列问题并填写下面框图:
入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数
sin
n=
sin
光从光密介质到光疏介质,入射角大于等于临界角
1

sin C=
内芯的折射率大于外芯的折射率
重点题型·归纳整合
解析 (1)据题意可知入射角为(90°-θ1),折射角为(90°-θ2),则玻璃的折射率
为
sin(90°-1 )
n=
sin(90°-2 )
=
cos 1
;(2)玻璃砖越宽,光线在玻璃砖内的传播方向越容
cos 2
易确定,测量结果越准确,故应选用宽度大的玻璃砖来测量。
答案
cos 1
(1)
cos 2
一、几何光学
几何光学是以光线为工具研究光的传播规律,所以解决几何光学问题的关
键是根据“光的传播规律”画出光路图,然后再利用几何学知识,寻找相应的
边角关系。
【例题1】 如图所示,一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半
圆,AB为半圆的直径,O为圆心,玻璃的折射率为n= 2。

鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光的折射和全反射 第2节 科学测量：玻璃的折射率

分析折射率的变化情况。
sin
sin
=n
针对训练2
如图所示,某同学用插针法测量一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸
上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线,并让入射光线过圆心O,在玻璃
砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3,使P3挡住P1、P2的像,连接
OP3,图中MN为分界面,虚线半圆与玻璃砖对称,B、C分别是入射光线、折
基础落实•必备知识全过关
一、实验目的
1.测量玻璃的折射率。
2.学习用插针法确定光路。
二、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,用量角器测出入射
角i和折射角r,根据折射定律计算出玻璃的折射率n=
sin
sin
。
三、实验器材
玻璃砖、白纸、木板、大头针、图钉、量角器、刻度尺、铅笔。
“不变”)
。(选填“偏大”“偏小”或
解析 (1)sin
1
i= ,sin

3
r= ,因此玻璃的折射率

sin
n=
sin
=
1

3

=
1
,
3
因此只需测量l1和l3即可。
(2)当玻璃砖顺时针转过一个小角度时,在处理数据时,认为l1是不变的,
即入射角不变,而 l3 减小,所以测量值
射光线与圆的交点,AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
(1)设AB的长度为l1,AO的长度为l2,CD的长度为l3,DO的长度为l4,为较方便
地表示出玻璃砖的折射率,需用刻度尺测量
折射率可表示为
,则玻璃砖的
。
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角
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• 解析 (1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所 在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标 出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交 点，即为光线在玻璃砖中传播的方向．光 路如图所示．
• 答案 (1)如解析图所示 • (2)1.53(说明：±0.03范围内都可) • (3)A
• 【例4】 如图5所示，半球形玻璃砖的平 面部分水平，底部中点有一小电珠．利用 游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后，可计 算玻璃的折射率．试完成以下实验步骤：
解析 随入射角增大最先消失的是 A 光，所以 A 光的临界角小 于 B 光的临界角，根据 sin C＝n1可知 nA＞nB，选项 A 正确，B 错误；反射光线从玻璃砖的右侧射出，在 NP 部分会一直有一 个 AB 光重合的光斑．所以 α＜θ＜β 时，B 光不会发生全反射， 在光屏上会有两个光斑，选项 C 错误；β＜θ＜π2时，两种光都 发生全反射，光屏上只有一个光斑出现在 NP 部分，选项 D 正 确． 答案 AD
时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增 大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光 斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏 NQ区域B光的光斑消失，则
•( )
• A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 • B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 • C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 • D．β＜θ＜时，光屏上只有1个光斑
• 图5
• (1)若S发光，则在玻璃砖平面上方看到平面 中有一圆形亮斑，用游标卡尺测出 ________ 和 ________( 写 出 对 应 字 母 和 其 表示的意义)．
• (2) 写 出 玻 璃 折 射 率 的 表 达 式 ： ________( 用 上 述 测 量 的 物 理 量 的 字 母 表 示)．
解析 如图，由几何关系和全反射知识，sin C＝n1，解得 n＝
dd12＋1 d22或 n＝
r21＋r22 r1 .
• 一、光的折射、全反射的综合应用
• 几何光学是以光线为工具研究光的传播 规律，所以解决几何光学问题的关键是根 据“光的传播规律”画出光路图，然后再 利用几何学知识，寻找相应的边角关系．
• (1)几何光学主要包括四条原理：①光的 直线传播规律；②光的反射定律；③光的 折射定律；④光路可逆原理．
【例 1】 如图 1 所示，ABCD 是一直角梯形棱镜的横截面， 位于截面所在平面内的一束光线由 O 点垂直 AD 边射入．已 知棱镜的折射率 n＝ 2，AB＝BC＝8 cm，OA＝2 cm，∠ OAB＝60°.
• 【例3】 在“测定玻璃的折射率”实验 中，某同学经正确操作插好了4枚大头针， 如图3甲所示．
图3
• (1)在图4中画出完整的光路图；
• 图4 • (2)对你画出的光路图进行测量和计算，求
得该玻璃砖的折射率n＝________(保留三 位有效数字)．
• (3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现 象，某同学做了两次实验，经正确操作插 好了8枚大头针，如图3乙所示．图中P1和 P2是同一入射光线上的2枚大头针，其对应 出射光线上的2枚大头针是P3和 ________(填“A”或“B”)．
• (3)在处理光学问题时应充分利用光路的可 逆性、对称性、相似性等几何关系．
• 【例2】 固定的半圆形玻璃砖的横截 • 面如图2，O点为圆心，OO′为直
• 径MN的垂线．足够大的光屏PQ紧
• 靠玻璃砖右侧且垂直于MN.由A、B
• 两种单色光组成的一束光沿半径方图2 • 向射向O点，入射光线与OO′夹角θ较小
高中物理·选修3-4·Байду номын сангаас科版
•光
的折射与全光的折射现折象生射：变定光化律从折入一射射种定角介律、质n折进＝射入ssii角nn另、ri 一折种射介率质n时＝，vc
反 射
实验：测定玻璃的折射率
•光
的 折 射 与光的全反射条临②件界入：角射①C角的光大计从于算光等公密于式介临：质界s射in角入C＝光n1疏介质 全 反光导纤维工 应作 用原 ：理 光： 纤全 通反 信射 射
图1
(1)求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向； (2)第一次的出射点距 C________ cm. 解析 (1)设发生全反射的临界角为 C，由折射定律得 sin C＝n1 代入数据得 C＝45°
• 借题发挥 (1)解答几何光学问题应先准确 画出光路图．
• (2)应用发生全反射的条件来判断光是否能 发生全反射．