4.1光的折射

铁佛中学活页教案授课教师授课日期课型班级课题§4.1 光的折射（第2课时）教学目标知识与技能：1、知道什么是光的折射现象。

2、知道法线、折射光线、入射光线、反射角和入射角等名词。

3、知道光的折射规律及应用。

4、会应用有关光的折射知识解释一些生活现象.过程与方法：组织学生通过观察演示实验,并对实验现象的分析和讨论来“探究”光的折射规律。

情感态度与价值观：1、初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。

2、培养学生在学习中交流、团结和协作的精神。

教学重点探究、理解并掌握光的折射规律。

教学难点1、理解折射规律中的折射角与入射角关系；2、应用光的折射规律知识解释实际问题及相关现象。

集体备课个人修改教学过程一、创设情境、导入新课【复习】1、什么是光的折射？2、什么是法线、入射角、折射角？3、光的折射规律内容是什么？二、预习设计、成果展示三、小组合作、师生探究1．光的折射应用2、典型例题【例1】如图1，光线斜射到空气和玻璃的界面上发生了反射和折射，可以判定图中是入射光线，是反射光线，是折射光线，界面的侧是空气，侧是玻璃。

【分析】本题要用到光的反射和折射规律。

因为OA这条光线跟另两条光线在界面两侧，因此，是可以判定光线OA是折射光线，作出法线NN′，见图2所示。

从光线CO与OA在法线的两侧，可进一步判定光线CO是入射光线，OB则是反射光线。

比较折射角与入射角的大小，得到∠AON′＞∠CON，这是光线从玻璃射向空气的情况，故得知界面左侧是空气，右侧是玻璃。

【说明】1．从该题可以看出，在利用光的折射规律解释现象和作光路图中，法线很重要，因此，先要作出法线。

2．判定界面哪一侧是空气的简便方法是，比较折射角入射角的大小，角度较大的一侧是空气。

【例2】图3是光从空气射向某一透明介质时发生的现象，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为度，折射角为度。

【分析】光在两种透明介质的界面同时发生反射和折射时，折射光线、反射光线在法线的同侧，但在界面的两侧。

(2)折射定律：折射光线跟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的两侧；入射角的正弦与折 射角的正弦成正比。即ssiinnθθ12＝n12，式中n12是比例常数。
3．光路可逆性 在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。如果让光线 逆着出射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线出 射。
(3)折射率与光速的关系
介质的折射率n跟光在其中的传播速度v有关，即n＝
c v
，由
于光在真空中的传播速度c大于光在任何介质中的传播速度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。
误区1：误认为折射率定义式中θ1一定是入射
产生误区的原因是对折射率定义理解不清，θ1是真空(空气) 中的光线与法线的夹角，不一定是入射角；θ2是介质中的光线 与法线的夹角，不一定是折射角。
误区2：误认为介质的密度越大，折射率越大
这是由于不理解折射率和密度的关系，介质的折射率和密
度没有必然的联系，密度大，折射率不一定大。
测玻璃折射率问题的解题关键 用插针法测玻璃的折射率，原理是利用n＝ssiinnθθ12求解，故关 键是画出光路图，找出入射光线和折射光线，从而确定入射角 和折射角，其顺序可归纳为“定光线，找角度，求折射率”。
折射率认识的三个误区 [示例] 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( )
想一想
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？

步骤
及分 析
线方向偏折，折射角小于入射角；
（2）改变入射角的大小，观
察到折射角大小也随之变化
（入射角增大时，折射角也 增大入射角减小时，折射角 也减小）； （3）让一束光垂直射入空气与 水的界， 观察到光的传播方向不变； （4）换用玻璃砖，将上面的实验过程重复一次，
得到的实验现象与在水中的实验现象相同；
光的折射和反射的异同点
异同点 光的反射 光的折射
（1）光射到透明介质的分界面时，会同时发生反射 现象和折射现象，它们分别遵循光的反射定律和折射
规律；
相同点 （2）反射光线（折射光线）与入射光线、法线在同 一平面内；
异同点
光的反射
光的折射
（3）反射光线（折射光线）与对应的入射光线
分居法线的两侧； 相同点 （4）反射角（折射角）随着入射角的增大而增 大； （5）在光的反射和折射现象中，光路是可逆的 不同点 光在两种介质的界面处返回 光在两种介质的界 原介质 面处从一种介质进
（1）分析表中数据，可得出结论：
反射 和 ①光从空气斜射到水面时，将同时发生__________
折射 现象. ________ ②光从空气斜射到水面时，折射角随入射角的变化关系： 增大 折射角随入射角的增大而_______ （填“增大”“不变” 小于 （填“大于”“等于” 或“减小”），且折射角________ 或“小于”）入射角.当光从空气垂直射到水面时，折 0° 射角大小等于_______. 该同学根据上述实验中的发现到池壁的Q点，则（ C ）
A.P点在S点的上方，Q点在S点的上方 B.P点在S点的上方，Q点在S点的下方 C.P点在S点的下方，Q点和S点重合 D.Q点在S点的下方，P点和S点重合 图4-1-10

3.折射率的理解：
n sin i sin r
r越小，n越大 r越小，偏折越大
同样的入射角，偏折越大，折射率越大
(2)折射率仅反映介质的光学特性，折射率越大，说明光从真空射入到该介质时偏折 大，反之偏折小
3.折射率的理解：
nc v
v c n
n越大，色光的光速越小
(3)色光在折射率较大的介质中光速较小
n
n c 1 v
(6)色光在折射率较大的介质中波长较小
n
【课堂练习】
例1.如图所示,一束可见光穿过玻璃三棱镜后,变为三束单色光。如果光束b是黄 光,则以说法正确的是( C ) A.这是光的干涉现象 B.光束c可能是红光 C.玻璃对单色光a的折射率最小 D.三种光在玻璃中传播的速度大小相同
1621年，荷兰数学家斯涅耳在分析了 大量实验数据后，找到了两者的关系，并把 它总结为光的折射定律（refraction law）：
斯涅耳定律
n12---比例常数
注意：n12与入射角、折射角大小无 关，与两种介质的性质有关。
分析实验数据可得：入射角的正弦 与折射角的正弦成正比
一、光的折射定律
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：
【课堂练习】
【例2】如图一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时，从某点A怡能看到 桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看 到桶低上的点C，CB两点距离d/4.求油的折射率和光在油中传播的速度。
祝同学们射角大于入射角 5.入射角变大时，折射角也变大
入射角与折射角有什么定量关系呢？
正确规律的得出往往要经过曲折的过程，要经过实践的多次检验。古 希腊哲学家托勒密的结论：折射角与入射角成正比。托勒密的实验数 据记录非常详细、准确，只可惜欠缺数学眼光，致使结论的总结出现 错误。而这个看来仅仅一步之遥的距离却又使人类经历了一千五百多 年的探索！