高中物理 第13章 第1节光的反射和折射课件 新人教版选修3-4

高中物理 第13章 第1节光的反射和折射课件 新人教版选修3-4

第一节　光的反射和折射 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第 一 节 　 光 的 反 射 和 折 射 课标定位 学习目标：1.理解光的反射定律和折射定律，并能用 来解释和计算有关的问题． 2．理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关 系． 重点难点：1.反射定律和折射定律的应用． 2．会依据光的反射定律和折射定律作出光路图． 课前自主学案 一、反射定律和折射定律 1．光的反射和反射定律 (1)反射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质 的________时，一部分光会______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 ______平面内，反射光线与入射光线分别位于法 线的______；反射角______入射角． 分界面 返回 同一 两侧 等于 2．光的折射和折射定律 (1)折射现象：光线从第1种介质照射到它与第2种介 质的分界面时,一部分光会_____第2种介质的现象． (2)折射定律 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_____的两侧；入射角 的正弦与折射角的正弦成_____，即____________ ＝n12. 3．光路的可逆性 在光的反射现象和折射现象中，光路都是_____ 的． 进入 同一平面 法 线 正比 sinθ1/sinθ2 可逆 二、折射率 1．定义：光从______射入某种介质发生折射时, 入射角的______与折射角的______之比，叫这 种介质的绝对折射率，简称折射率 ,用符号n表 示． 2．定义式：n＝ _____________. 3．折射率与光速的关系 光在不同介质中的______不同，且都______光 在真空中的传播速度；某种介质的折射率等于光 在真空中的速度c与光在这种介质中的速度v之比， 即n＝c/v. 真空 正弦 正弦 sinθ1/sinθ2 速度 小于 核心要点突破 2．在光的折射中，注意光线偏折的方向：如果光 线从折射率小的介质射向折射率大的介质，折射 光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着 入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)；如果 光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折 射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着 入射角的增大(减小)折射角也会增大(减小)． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则(　　) A．折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大 B．折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小 C．折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大 D．折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小 答案：BC 答案：C 三、解决光的折射问题的常规思路和两类典型 问题 1．常规思路 (1)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、折射角均是与法线的夹角． (3)利用折射定律、折射率公式列式求解． 3．玻璃砖对光的折射问题 常见的玻璃砖有半圆形玻璃砖和长方形玻璃砖．对 于半圆形玻璃砖，若光线从半圆面射入，且其方向 指向圆心，则其光路图如图13－1－1甲所示，光线 只发生一次偏折．对于两个折射面相互平行的长方 形玻璃砖，其折射光路如图乙所示，光线经过两次 折射后，出射光线与入射光线的方向平行，但发生 了侧移． 图13－1－1 特别提醒：画光路图时应注意的问题： (1)光路是可逆的． (2)垂直界面入射的光线，折射光线与入射光线在 同一直线上． (3)过半圆形玻璃砖圆心的光线在圆弧处不偏折． 课堂互动讲练 折射现象的定性分析 假设地球表面不存在大气层，那么人们观察 到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比(　　) A．将提前 B．将延后 C．某些区域提前，在另一些区域延后 D．不变 【精讲精析】　假如地球周围没有大气层，太阳光 将沿直线传播，如图13－1－2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，大气层的密度越大，折射率越大，太 图13－1－2 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,所以无大气层时观察到日出的时刻将延后． 【答案】　B 【方法总结】　人眼是根据最终射入的光的方向来 确定发光物体位置的，光在空气中的折射，人眼是 觉察不到的． 变式训练1　(2011年郑州质检)如图13－1－3所示， 眼睛在a处看到鱼在水中的b处,若从a处射出一束激光 欲照射到鱼身上,则激光应对着哪一位置射出(　　) 图13－1－3 A．b的下方　　　　B．b的上方 C．b处 D．无法确定 解析：选C.人眼看到的是鱼的虚像，鱼发出的光 线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当激光 从a向b发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身 上． 光的反射、折射光路的计算 【答案】　23.1 cm 【方法总结】　解答此类问题要注意：(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)利用反射定律、折射定律求解；(4)注意光路可 逆性、对称性的应用． 光线以60°的入射角从空气射入玻璃中， 折射光线与反射光线恰好垂直(真空中的光速c＝ 3.0×108 m/s)． (1)画出折射光路图； (2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度； (3)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变 化？说明理由． 关于折射率的计算 【答案】　见自主解答 河中有条小鱼，某时刻小鱼的实际深度为 H，一人从水面正上方往水中看，他感觉到的小 鱼的深度为多大？设水的折射率为n. 视深的计算 【精讲精析】　如图13－1－7所示,设小鱼在S处， 从鱼反射出的光线SO垂直水面射出，光线SO1与 SO间的夹角很小．因一般人的瞳孔的线度为2～3 mm，θ1、θ2为一组对应的入射角和折射角，可知 θ1、θ2均很小．由数学知识可知： 图13－1－7 【方法总结】　在 θ 角很小时，数学近似 sinθ≈tanθ≈θ是物理中最常用的近似关系．场景 中出现直角三角形时，用sinθ≈tanθ，这样更便 于利用直角三角形的边角关系解题，场景中出 现圆时，用sinθ≈θ，这样更便于利用弧长(或弦 长)与半径的关系解题．