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1、第第1课时光的反射和折射课时光的反射和折射 研究选考研究选考把握考情把握考情知识内容知识内容光的反射和折射光的反射和折射考试要求考试要求加试加试c教学要求教学要求1.知道光在反射与折射时光路可逆知道光在反射与折射时光路可逆2.掌握光的反射与折射定律掌握光的反射与折射定律 3.知道折射率的定义和表达式，知道折射率的决定因素知道折射率的定义和表达式，知道折射率的决定因素说明说明不要求引入相对折射率的概念不要求引入相对折射率的概念知识点一反射定律和折射定律知识点一反射定律和折射定律 基基 础础 梳梳 理理1.光的反射及反射定律光的反射及反射定律(1)光的反射：光从第光的反射：光从第1种介质射到它与第
2、种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光种介质的分界面时，一部分光会会_到到第第1种介质的现象。种介质的现象。(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线反射定律：反射光线与入射光线、法线处在处在_内内，反射光线与入射光，反射光线与入射光线分别位于法线线分别位于法线的的_；反射角；反射角_入射角入射角。返回返回同一平面同一平面两侧两侧等于等于2.光的折射及折射定律光的折射及折射定律(1)光的折射：光从第光的折射：光从第1种介质射到它与第种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会进入第种介质的分界面时，一部分光会进入第2种介质的现象。种介质的现象。(2)入射角、折射角入射角、折射角入射角：入
3、射光线入射角：入射光线与与_间间的夹角。的夹角。折射角：折射光线折射角：折射光线与与_间间的夹角。的夹角。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。与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路也是可逆的。法线法线法线法线同一平面同一平面两侧两侧正正关于光的反射与折射现象，下列说法正确的是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光发生反射时，光的传播方向可能偏转90C.光发生折射时，一定伴随着反射光发生折射时，一定伴随着反射D.光发生折射时，光的传播方向可能偏转光发生折
4、射时，光的传播方向可能偏转90即即 学学 即即 练练解析解析由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射由光的反射定律可知，反射角等于入射角，不管入射角多大，光发生反射时，光的传播方向都要改变，选项时，光的传播方向都要改变，选项A正确；光发生反射时，当入射角等于正确；光发生反射时，当入射角等于45时，时，光的传播方向偏转光的传播方向偏转90，选项，选项B正确；光从一种介质射到两种介质的分界面时，一正确；光从一种介质射到两种介质的分界面时，一定有部分光发生反射，选项定有部分光发生反射，选项C正确；光发生折射时，光的传播方向偏转一定小于正确；光发生折射时，光的传播方向偏转一定小
5、于90，选项，选项D错误。错误。答案答案ABC知识点二折射率知识点二折射率1.定义：光定义：光从从_射入射入某种介质发生折射时，入射角某种介质发生折射时，入射角的的_与与折射角折射角的的_之之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。表示。2.折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在在_的的传播速度传播速度c与光与光在这种介质中的传播速度在这种介质中的传播速度v之比，即之比，即n 。3.任何介质的折射率任何介质的折射率n都大于都大于1。基基 础础 梳梳 理理真空真空正弦正弦正弦正弦真
6、空中真空中要要 点点 精精 讲讲要点要点1对折射率的理解对折射率的理解(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频折射率是一个反映介质的光学性质的物理量，其大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。率决定，与入射角、折射角的大小无关。【例【例1】关于折射率，下列说法正确的是关于折射率，下列说法正确的是()解析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
7、定均错；由于真空中的光速是个定值，故值，故n与与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，选项系的，选项C正确；由于正确；由于vf，当，当f一定时，一定时，v与与成正比，又成正比，又n与与v成反比，故成反比，故n与与也成反比，选项也成反比，选项D正确。正确。答案答案CD名师点睛名师点睛折射率折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关率决定，与入射角和折射角的大小无关 ，切不可认为，切不可认为n与入射角的
8、正弦成正比，与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比。与折射角的正弦成反比。【跟踪训练【跟踪训练1】如图如图1所示，在空气中有一直角棱镜所示，在空气中有一直角棱镜ABC，A30，一束单色光从，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为边射入棱镜，入射角为45，垂直于，垂直于BC边射出，则该棱镜的折射率为边射出，则该棱镜的折射率为()图图1答案答案B要点要点2解决光的折射问题的基本思路解决光的折射问题的基本思路(1)根据题意画出正确的光路图。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、折射角是入射光线、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
9、是入射光线、折射光线与法线的夹角。折射光线与法线的夹角。图图2答案答案60名师点睛名师点睛在解决光的折射问题中正确画出光路图是前提，利用几何关系确定边、在解决光的折射问题中正确画出光路图是前提，利用几何关系确定边、角关系是关键。角关系是关键。知识点三实验：测定玻璃的折射率知识点三实验：测定玻璃的折射率要要 点点 精精 讲讲操作指要操作指要1.将白纸用图钉固定在绘图板上。将白纸用图钉固定在绘图板上。2.在白纸上画出一条直线在白纸上画出一条直线aa作为界面作为界面(线线)，过，过aa上的一点上的一点O画出界面的法线画出界面的法线NN，并画，并画一条线段一条线段AO作为入射光线。作为入射光线。3.把
10、长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa对齐，画出玻璃砖的另一边对齐，画出玻璃砖的另一边bb。4.在直线在直线AO上竖直插上两枚大头针上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整的像，调整视线方向，直到视线方向，直到P2挡住挡住P1的像。再在观察的这一侧插两枚大头针的像。再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使，使P3挡住挡住P1、P2的像，的像，P4挡住挡住P3及及P1、P2的像，记下的像，记下P3、P4的位置。的位置。5.移去大头针和玻璃砖，过移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线所在处作直线O
11、B，与，与bb交于交于O，直线，直线OB就代表了就代表了沿沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。6.连接连接OO，入射角，入射角AON，折射角，折射角OON。用量角器量出入射角和折射。用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。角，从三角函数表中查出它们的正弦值，把这些数据记录在自己设计的表格中。7.用上述方法分别求出入射角分别为用上述方法分别求出入射角分别为30、45、60时的折射角，查出它们的正时的折射角，查出它们的正弦值，填入表格中。弦值，填入表格中。【例【例3】(201711月浙江选考考试，月
12、浙江选考考试，21)在在“测定玻璃的折射测定玻璃的折射率率”实验时，实验时，(1)下列做法正确的是下列做法正确的是_。A.入射角越大，误差越小入射角越大，误差越小B.在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面在白纸上放好玻璃砖后，用铅笔贴着光学面画出界面C.实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测实验时既可用量角器，也可用圆规和直尺等工具进行测量量D.判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的头部(2)小明同学在插针时玻璃砖的位置如图小明同学在插针时玻璃砖的位置如图3所示，根据插针与所示，根据插针与纸上已画的界面确定入射点与出射点，
13、依据上述操作所测纸上已画的界面确定入射点与出射点，依据上述操作所测得的折射率得的折射率_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“不变不变”)。图图3(3)小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置小明同学经正确操作后，在纸上留下四枚大头针的位置P1、P2、P3和和P4，AB和和CD是描出的玻璃砖的两个边，如图所示，请在答题纸上画出光路图。是描出的玻璃砖的两个边，如图所示，请在答题纸上画出光路图。(3)光路图如图所示。光路图如图所示。答案答案(1)C(2)偏小偏小(3)见解析图见解析图【跟踪训练【跟踪训练2】在测定玻璃的折射率的实验中，某同学由于没有量角器，他在完成了在测定玻璃的折射率的实
14、验中，某同学由于没有量角器，他在完成了光路图后，以光路图后，以O点为圆心，点为圆心，10 cm为半径画圆，分别交线段为半径画圆，分别交线段OA于于A点，交线段点，交线段OO的的延长线于延长线于C点，过点，过A点作法线点作法线NN的垂线的垂线AB交交NN于于B点，过点，过C点作法线点作法线NN的垂线的垂线CD交交NN于于D点，如图点，如图4所示。用刻度尺量得所示。用刻度尺量得OB8 cm，CD4 cm，由此可得出玻璃，由此可得出玻璃的折射率的折射率n_。图图4答案答案 1.51.把用相同玻璃制成的厚度为把用相同玻璃制成的厚度为d的正方体的正方体a和半径亦为和半径亦为d的半球体的半球体b，分别放在
15、报纸上，分别放在报纸上，且让半球的凸面向上。从正上方分别观察且让半球的凸面向上。从正上方分别观察a、b中心处报纸上的字，下面的观察记录中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是中正确的是()图图5A.a中的字比中的字比b中的字高中的字高B.b中的字比中的字比a中的字高中的字高C.一样高一样高D.a中的字较没有玻璃时的高，中的字较没有玻璃时的高，b中的字和没有玻璃时的一样中的字和没有玻璃时的一样解析解析如图所示，放在如图所示，放在b中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，中的字反射的光线经半球体向外传播时，传播方向不变，故人看到字的位置是字的真实位置。而放在故人看到字的位置是字的真实位
16、置。而放在a中的字经折射，人看到的位置比真实中的字经折射，人看到的位置比真实位置要高。位置要高。答案答案AD答案答案C图图64.在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入在用三棱镜测定玻璃折射率的实验中，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插入两枚大头针两枚大头针P1和和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被的像被P2挡住，接着挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使，使P3挡住挡住P1、P2的像，的像，P4挡住挡住P3和和P1、P2的的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图7所示。所示。图图7(1)在本题的图上画出所需的光路；在本题的图上画出所需的光路；(2)为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是为了测出棱镜玻璃的折射率，需要测量的量是_，_，在图上标出它们；，在图上标出它们；(3)计算折射率的公式是计算折射率的公式是_。答案答案见解析见解析
物理 第十三章 光 第1课时 光的反射和折射 新人教版选修3-4
