高中物理 专题 光学之光的折射讲义(含解析) 新人教版选修3-4

1．光的折射定律

学

习 目 标 知 识 脉 络

1.经历实验探究过程，理解光的折射定律．(重点)

2.知道折射率的意义，知道折射率与光速的关系．(重点)

3.能根据折射定律解释一些自然现象.

4.能应用折射定律分析视深问题．(重点、难点)

光 的 反 射 和 光 的 折 射 定 律

[先填空]

1．光的反射和折射现象

(1)光的反射

当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象．

(2)光的折射

光线从一种介质照射到两种介质的分界面时，一部分光进入另一种介质继续传播的现象．

2．光的折射定律

入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数．

[再判断]

1．反射定律是确定反射光线位置的规律．(√)

2．不是所有的反射现象都遵循反射定律．(×)

3．发生漫反射时，反射角不等于入射角．(×)

4．一束光从空气进入水中时传播方向一定改变．(×)

[后思考]

1．人站在平面镜前面会看到自己的像．平面镜成像的特点是什么？

【提示】 平面镜成的像是虚像，像和物等大，像和物到镜面的距离相等．

2．入射角、折射角哪一个较大？ 【提示】 没有前提条件，无法确定．

1．折射定律的表达式

入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即sin isin r＝常数．如图4­1­1所示．也可以用sin isin r＝n的数学公式表达，n为比例常数．这就是光的折射定律．

图4­1­1

2．对定律的理解

(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)

(3)“正比律”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即sin isin r＝n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就惟一确定了．

高中物理选修3-4光学重要知识点

光学是高中物理课程中的重要知识点，编入选修3-4教材中。下面店铺给大家带来高中物理光学重要知识点，希望对你有帮助。

高中物理光学重要知识点

一、光的折射定律;折射率

光的折射定律，也叫斯涅耳定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n12来表示这个比例常数，就有

折射率：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率。

光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简称为某种介质的折射率。

二、测定玻璃的折射率(实验、探究)

实验原理：如图所示，入射光线AO由空气射入玻璃砖，经OO1后由O1B方向射出。作出法线NN1，则折射率n=sinα/sinγ。

注意事项：手拿玻璃砖时，不准触摸光洁的光学面，只能接触毛面或棱，严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面;

实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变;大头针应垂直地插在白纸上，且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些，以减小确定光路方向造成的误差;入射角应适当大一些，以减少测量角度的误差。

高中物理选修3-4重要知识点

1、机械振动：

物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。机械振动产生的条件是：

①回复力不为零;

②阻力很小。使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。

2、简谐振动： 在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：

①物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。

②物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动

高中物理选修3-4知识点

研究简谐振动规律的几个思路：

⑴用动力学方法研究，受力特征：回复力F =- kx;加速度，简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大。

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s 高中物理选修3-4知识点总结：第十三章 光（人教版）

这一章内容比较多，重要的是光的几种特性，包括：折射、干涉、衍射、偏振和光的全反射。

本章的难点在于光的折射中有关折射率的问题，用双缝干涉测量光波的波长，以及光的全反射的有关计算问题。

理解性的内容主要有：光的色散，光的偏振等知识点。

考试的要求：

Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅰ：折射率、全反射、光导纤维、光的干涉、光的衍射、光的偏振以及色散等内容。

要求Ⅱ：光的折射定律、折射定律的运用、折射率的有关计算等有关的知识内容。

知识网络：

内容详解： 一、 光的折射：

反射定律：反射光线和入射光线以及法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。 s

s 折射定律：折射光线和入射光线以及法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

在光的折射中光路是可逆的。

折射率：光从真空射入某介质时，入射角的正弦和折射角的正弦之比，称为折射率,用字母n表示。

测定玻璃的折射率：

如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移，用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点，画出O′O，量出入射角和折射角的度数。

根据公式：n=sinθ sinφ计算出玻璃的折射率。

对折射率的理解： 介质折射率的大小取决于介质本身及入射光的频率，不同介质的折射率不同，与入射角、折射角的大小无关。

当光从真空射入介质中时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但是正弦值之比是一个常数。

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高中物理选修3-4光学部分

光既具有波动性，又具有粒子性；光是一种电磁波。

阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到烈日的倒影；这说明光从空气射到水面时, 一部分光射进水中，另一部分光被反射回到空气中。

一般说来，光从一种介质射到它和另种分界面时，一部分光又回到这种介质中的现象叫做光的反射； 而斜着射向界面的光进入第二种介质的现象，叫做光的折射。

i•光的反射定律：

实验表明：光的反射遵循以下规律

a、 反射光线和入射光线、界面的法线在同一平面内，反射光 线和入射光线分别们于法线的两侧。

b、 反射角等于入射角。（i=i'）

在反射现象中，光路是可逆的。 2

2•光的折射定律：

入射光线和法线的夹角i叫做入射角；折射光线和法线的夹角 r叫做折射角；反射光线和法线的夹

角「叫做反射角。

光的折射定律可这样表示：

a、 折射光线跟入射光线和界面的法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别们位于法线的两 侧。

b、 入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量，即： sini/sinr=n 在折射现象中，光路也是可逆的。

3•折射率：

由折射定律可知：光从一种介质射入另一种介质时，尽管折射角的大小随着入射角的大小在变化， 但是两个角的正弦之比是个常量，对于水、玻璃等各种介质都是这样，但是，对于不同介质，比值 n的大小并不相同，例如，光从空气射入水时这个比值为 1.33,从空气射入普通玻璃时，比值约为

1.5。因此，常量n是一个能够反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质折射率。

光在不同介质中的传播速度不同 （介质n越大，光传播速度越小）。某种介质的折射率，等于光在

真空中的速度c跟光在这种介质中的速度 v之比，即：n=c/v

注意：1.真空中的折射率n=1（空气中一般视为真空），其他介质的折射率 n>1。

2. 通过比较入射角i和折射角r的大小判断入射介质和折射介质的折射率大小,