2018-2019学年人教版选修3-4第十三章1光的反射和折射课件(42张)

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？
提示： 光在反射时，入射光线和反射光线是在同一介质 中，因此反射光线和入射光线的传播速度相同。
2．发生折射现象时，入射角与折射角成正比，是吗？ 提示： 不是。据折射定律，入射角的正弦与折射角的正弦 成正比。
3．光在介质中折射率可能小于 1吗？ 提示：不可能。光在任何介质中折射率都大于 1。
3．光的折射现象： 光从第1种介质射到它与第2种介质的 分界面 时，一部分光会进入第 2种介质的现象。
4．光的折射定律： 折射光线、入射光线与法线处在 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ssiinnθθ12＝n12。
5．在光的反射和折射现象中光路是 可逆 的。
课堂合作探究
要点一 反射定律和折射定律
1.光的反射 (1)反射现象：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。
2．光的折射 (1)折射现象 如图所示，当光线入射到两种介质的分界面上时，一部分 光被反射回原来介质，即反射光线 OB。另一部分光进入第 2种 介质，并改变了原来的传播方向，即光线 OC，这种现象叫做光 的折射现象，光线 OC称为折射光线。
(1)当入射角 θ1＝45°时，反射光线与折射光线的夹角 θ为多 大？
(2)当入射角 θ1为多大时，反射光线和折射光线垂直？
解析：(1)设折射角为 θ2，
由n＝
sinθ1 sinθ2
，得
sinθ2＝
sinθ1 n
＝

北京奥运会举行时正值盛夏，镀点能改变光线方向，将
光线挡在场馆外，镀点对外界阳光的主要作用是 ( )
A．反射太阳光线，遵循光的反射定律 B．反射太阳光线，不遵循光的反射定律 C．折射太阳光线，遵循光的折射定律 D．折射太阳光线，不遵循光的折射定律 解析：“挡在场馆外”一定是反射，只要是反射就一定遵 循光的反射定律。 答案：A
高中物理课件
灿若寒星整理制作
第第 十1 三节 章
新知预 习·巧设计
名师课 堂·一点通
创新演 练·大冲关
要点一 要点二 要点三
随堂检测 归纳小结
课下作业 综合提升
1．理解光的反射定律和折射定律，并 能用来解释和计算有关问题。 2．理解折射率的物理意义，知道折射 率与光速的关系。 3．会依据光的反射定律和折射定律作 出光路图。
[读教材·填要点] 1．反射及反射定律 (1)光的反射：光从一种介质射到它与另一种介质的 时 分，界一面部分光会返回到第一种介质的现象。 (2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在 同一平 内面，反射光线与入射光线分别位于法线的；反两射侧角 入等射于角。
2．光的折射及折射定律
光从第一种介质射到它与第二种介质的分界面时， 光的折射
sin θ2≈tan θ2＝ha
②
根据折射定律有n＝ssiinn
θ2 θ1
③
将①②两式代入③式得n＝Hh
解得池水实际深度为H＝nh＝43h。
[答案]
4 3h
(1)一般都是沿着界面的法线方向去观察，作图时 要画开一定的角度，方便看图。
(2)构建几何图形，寻找边角关系。 (3)利用折射定律把折射角、入射角与几何图形的各 边联系起来。
4. 图 13－1－2 如图 13－1－3 所示，有玻璃

和折射角的正弦值，再代入
n＝ssiinn
θ1中求玻璃的折射率．除用 θ2
此方法之外，还有以下几种处理数据的方法．
法二：
在找到入射光线和折射光线以后，以入射点 O 为圆心，以任意
长为半径画圆，分别与 AO 交于 C 点，与 OO′(或 OO′的延
长线)交于 D 点，过 C、D 两点分别向 NN′作垂线，交 NN′
要点探究讲练互动
要点一 对光的折射的理解 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)，但并非一定变化，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，因为光传播的速度发生了变化．
பைடு நூலகம்
要点二 对折射率的理解
1．物理意义
折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．由
n＝ssiinn
θ1可 θ2
知：当 θ1 一定时，n 越大，θ2 越小，此时光线的偏折角 Δθ
＝θ1－θ2 就越大，即 n 的大小反映了介质对光线偏折作用的
大小．
2．决定因素
折射率的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、
(2)当反射光线和折射光线垂直时，θ1＋θ2＝90°，
n＝ssiinn
θ1＝ θ2
cosisnθθ1′1 ＝csions
θ1 θ1
＝tan
θ1.
则入射角 θ1＝arctan 2.
【答案】 见解析
【规律方法】 分析解决光的折射问题的一般方法： (1)根据题意画出正确的光路图； (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、 折射角的确定； (3)利用反射、折射定律求解； (4)注意在折射现象中，光路是可逆的．

(2)折射定律: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θ1的正弦与折射角θ2
sin
的正弦成正比,即 sin 1 = 12 (n12 是比例常数)。
2
(3)光路的可逆性:在光的折射中,光路是可逆的。
1
2
3
4
3.折射率
(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与
(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?
点拨：本题综合考查了有关光的反射和折射的问题。
类型一
类型二
类型三
解析：(1)由题意知入射角θ1=60°,反射角θ'=60°,
折射角θ2=180°-60°-90°=30°,光路图如图所示。
sin1
sin60°
[实验原理]如图所示,当光线AO以一定入射角θ1穿过两面平行的
玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O'B,从
sin
而画出折射光线 OO',量出折射角 θ2,再根据 n= sin 1 算出玻璃的折
2
射率。
[实验器材]一块两面平行的玻璃砖,白纸,木板,大头针(4枚),量角
器(或圆规、三角板),刻度尺,激光笔,铅笔等。
(6)移去玻璃砖,在拔掉P1、P2、P3、P4的同时分别记下它们的位
置,过P3、P4作直线O'B交bb'于O'。连接O、O',OO'就是入射光线
AO在玻璃砖内的折射光线的方向。∠AON为入射角,∠O'ON'为折
射角。
1
2
3
4
(7)用量角器量出入射角和折射角的度数。查出它们的正弦值,并

@《创新设计》
9
课堂导学
课堂自测
@《创新设计》
解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共 同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错；由于真空中的光速是个定值 ，故n与v成反比是正确的，这也说明折射率与光在该介质中的传播速度是有联系的 ，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成 反比，选项D正确。 答案 CD
3
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@《创新设计》
2.光的折射及折射定律
(1)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，一部分光会进入第2 种介质的现象。 (2)入射角、折射角 入射角：入射光线与_法__线__间的夹角。 折射角：折射光线与_法__线__间的夹角。 (3)折射定律 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
图6
30
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课堂自测
解析 作出光路图如图所示。由题意知， sin α＝ 22，
sin β＝
d
4
＝1，
（d2）2＋（d4）2 5
位于法线的_两__侧__；入射角的正弦与折射角的正弦成__正__比，即ssiinn θθ12＝n12。 3.与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的。
4
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课堂自测
[即 学 即 练]
关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是( ) A.光发生反射时，光的传播方向一定改变 B.光发生反射时，光的传播方向可能偏转90° C.光发生折射时，一定伴随着反射 D.光发生折射时，光的传播方向可能偏转90°
(3)利用折射定律
n＝ssiinn

探究一
探究二
探究三
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
名师精讲
1.关于正弦值: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,但正弦值的比值是一个常数。
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,说明常数反映了该介质的光学特
性。
3.折射率与光速的关系:光在介质中的传播速度 v 跟介质的折射
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-13-
1
课前篇自主预习
光的反射和折射
探究一
探究二
探究三
课堂篇探究学习
课堂篇探究学习
当堂检测
【思考问题】 解答本题的思路是什么?
提示:根据题意,正确作出光路图,明确入射角、反射角、折射角
间的关系是解答此题的关键。
解析:树顶反射和石头折射成像的光路图如图所示
由图得
sin
n=
sin
①
由几何关系得 1.5tan i+3tan i=6
为光传播的速度发生了变化。
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发
生折射时,折射角与入射角的大小关系不要一概而论,要视两种介
质的折射率大小关系而定。

(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． sin θ1 特别提醒 折射率的定义式：n＝ 中的 θ1 为真空中的 sin θ2
光线与法线的夹角，不一定为入射角；而 θ2 为介质中的光 线与法线的夹角，也不一定为折射角，产生这种现象的原 因是由于光路的可逆性．
分类例析 课堂对点演练
二、测定玻璃的折射率
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，用量角器测入射角 θ1 和折射角 θ2， sin θ 1 根据折射定律计算出玻璃的折射率 n＝ . sin θ 2 实验器材：两面平行的玻璃砖，方
木板，白纸，图钉(若干)，大头针
四枚，直尺，量角器，铅笔．
பைடு நூலகம்分类例析
课堂对点演练
光的折射及折射定律 光从第一种介质射到它与第二种介质的分界 光的折射 进入第二种介质 的现象 面时，一部分光________________ 法线 的夹 入射角、 入射角：入射光线与_____ 法线 的夹角 折射角 折射角：折射光线与_____ 同一平面 折射光线与入射光线、法线处在_________ 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. ____ 折射定律 sin θ 1 sin θ 2 ＝n12 ________
一条过原点的直线．
1 求解图线斜率，设斜率为 k，则 k＝ ，故玻璃砖折射率 n 1 n＝ . k
误差分析
(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差，故入射侧、
出射侧所插两枚大头针间距应大一些，玻璃砖应宽一些． (2)入射角和折射角的测量造成误差，故入射角应适当大些， 以减小测量的相对误差．

[答案] C
命题视角 2 折射定律 (2017·高考全国卷Ⅰ)如图，一玻璃工件的
上半部是半径为 R 的半球体，O 点为球心；下半 部是半径为 R、高为 2R 的圆柱体，圆柱体底面镀 有反射膜．有一平行于中心轴 OC 的光线从半球面 射入，该光线与 OC 之间的距离为 0.6R.已知最后 从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反 射)．求该玻璃的折射率．
折射率是反映介质折射光的本领大小的物理量．光从真空射 向介质时，如果介质折射率大，就说明介质对光线的偏折作 用强．
命题视角 2 折射率的计算 一个圆柱形筒，直径为 12 cm，高为 16 cm.人眼在筒
右侧上方某处观察，看到筒左侧的深度为 9 cm.当筒中装满某 种液体时，则恰能看到筒左侧的最低点．求： (1)此液体的折射率． (2)光在此液体中的传播速度．
2．(2017·高考全国卷Ⅱ)一直桶状容器的高为 2l，底面是边长 为 l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴 DD′、 垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反 光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点 光源，已知由液体上表面的 D 点射出的两束光线相互垂直， 求该液体的折射率．
光的折射和折射定律 1．光的折射 (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)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，光传播的速度也发生变化．
(3)入射角与折射角的大小关系 ①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． ②当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时，入射角 大于折射角，当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质 时，入射角小于折射角．

2．全反射的条件 要发生全反射，必须同时具备两个条件： (1)光从 光密 介质射入 光疏 介质。 (2)入射角 等于或大于 临界角。 3．临界角与折射率的关系 光由介质射入空气(或真空)时，_s_in__C_＝__n1___(公式)。
三、全反射的应用 1．全反射棱镜 (1)形状：截面为 等腰直角 三角形的棱镜。 (2)光学特性： ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边 上发生 全反射 ，光线垂直于另一直角边射出。 ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各 发生一次 全反射 ，使光的传播方向改变了 180° 。
(4)临界角 ①定义：刚好发生全反射(即折射角为 90°)时的入射角为全反射 的临界角，用 C 表示。 ②表达式：光由折射率为 n 的介质射向真空或空气时，若刚好 发生全反射，则折射角恰好等于 90°，n＝ssinin9C0°，即 sin C＝n1。 ③不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真 空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。
第2节Βιβλιοθήκη 全反射1．光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于
入射角；反之，折射角大于入射角。
2．临界角：折射角为 90°时的入射角。
3．发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光
疏介质；(2)入射角大于或等于临界角。
4．光从介质射入空气(真空)时临界角与折射率
的关系：sin
C＝
1 n
。
5．全反射棱镜和光导纤维都利用了光的全反射。
一、光疏介质和光密介质
光疏介质
光密介质
定义 折射率 较小 的介质
折射率 较大 的介质
传播 光在 光密 介质中的传播速度比在光疏 介质中的传 速度 播速度小
折射 光从 光疏 介质射入光密介质时，折射角小于入射角 特点 光从 光密介质射入光疏 介质时，折射角大于入射角

则
n=ssiinn
������1 ������2
=
sin ������1 sin ������1'
=
sin cos
������������11=tan
θ1=
2
故 θ1=arctan 2。
答案:(1)105° (2)arctan 2
迁移应用 1.如图所示,国家游泳中心“水立方”的透明薄膜“外衣”上点缀了 无数白色亮点,他们被称为镀点,北京奥运会举行时正值盛夏,镀点能 改变光线方向,将光线挡在场馆外,镀点对外界阳光的主要作用是 ()
思考探究 1.如果要拍摄自己在镜中的照片,应怎样操作? 答案:因为光反射时光路是可逆的,所以自己如能从镜中看到照 相机镜头,即可拍出自己在镜中的照片。
2.在光的折射现象中,什么发生了变化?
答案:光的折射是光从一种介质射入另一种介质中时传播方向 发生偏折的现象,因而光的传播方向发生了改变。光在折射中遵循折 射定律பைடு நூலகம்由于入射光和折射光在两种不同的介质中传播,因此光速会 发生变化,光的频率由波源决定,即频率不变,由公式 λ=������������,可知波长发 生变化。
简答:这是由于光的折射所形成的。
预习导引
一、光的反射及反射定律 1.光的直线传播:光在同种均匀介质中沿直线传播。 2.光的反射:光从第 1 种介质射到与第 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。 3.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。 预习交流 1 日常生活中我们利用光的反射原理服务于我们的生活,试举几 例。
A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变 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 点的人将在太阳 到达 A'点时看到日出;而地球表面有大气层时,由 于空气的折射率大于 1,并且离地球表面越近,大 气的密度越大,折射率越大,太阳光将沿如图所示 AB 曲线进入在 B 处的人眼中,使在 B 处的人看到了日出,但在 B 处 的人认为光是沿直线传播的,则认为太阳位于地平线上的 A'点,而此 时太阳还在地平线以下,相当于日出时刻提前了,所以无大气层时日 出的时间将延后。