1. 光的折射定律教学内容概述

高二物理 选修3-4 导学案 NO；

编制人：杜建武 班级 姓名 学习小组_ __ 评价 时间：2018/5/17 第四章

光的折射

第一节

光的折射定律导学案

【学习目标】

1、认识光的反射和折射，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义

2、

理解折射定律以及折射率的概念，会运用折射定律解释相关光现象和计算有关问题

3、知道反射、折射光路都是可逆的。 4、通过探究激发学生对物理实验及物理理论学习的兴趣以及培养团体协作和共同面对困难的精神

【学习目标解读】

通过演示实验，理解光的折射定律，加深理解折射率的概念，不能简单地认为折射率与入射角的正弦值成正比，与光速成正比，知道反射、折射光路是可逆的，让学生规范作光路图，训练并提高学生的作图能力。

【教学重点】 1、正确画出光发生折射的光路图。

2、对光的折射定律的理解和应用。

【教学难点】 光的折射定律的理解。

【课前预习案】

【使用说明】

1．同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理理解折射定律的确切含义以及折射率的定义，知道折射率与光速的关系，能够解释光的一些现象和计算有关问题。

2．勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。

（一）教材助读

一、光的反射及折射现象

1、什么叫光的反射？

2、光的折射现象

（1）、什么是光的折射？

（2）、入射角与折射角（如图所示）

MN表示： PQ表示：

AO表示： OB表示：

i表示： r表示：

（3）、折射定律的内容是什么？

【判一判】

(1)折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内.( ) (2)入射角总大于折射角.( ) (3)光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角.( ) 二、介质的折射率

1、什么是折射率？定义式是什么？

2、光在介质中的传播速度与介质的折射率n的关系是什么？当光由真空射入介质时，入射角与折射角的关系怎样？反之又怎样？

3、折射率的物理意义：

【想一想】不同介质折射率不同，而它们的密度也往往不同，那么介质的折射率与其密度有什么关系？是不是介质的密度越大，其折射率就越大？

（二）预习自测

1.一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示.设玻璃对a、b的折射率分别为na和nb,a、b在玻璃中的传播速度分别为va和vb，则（

）

A.na＞nb

B.na＜vb

C.va＞nb

D.va＜vb

2.光从真空射到一块平的透明材料上，若入射角为40°，则反射光线和折射光线之间的夹角可能是（

）

A.小于40°

B.在40°与100°之间

C.在100°到140°之间

D.大于140°

★3.某一单色光在折射率为n1的介质中传播时，它的波长、频率和波速分别为λ1、ν1、v1;在折射率为n2的介质中传播时，它的波长、频率和波速分别为λ2、ν2、v2.以上这些物理量之间的关系，下述中正确的是（

）

A.ν1=ν2,λ2=n1nλ

B.νn1

1=ν2，v2=1v1

2n2C.ν1=ν2,v2=n1nv

D.λn1

1=λ2,v2=1v1

2n2★★4.有一块质料均匀、厚度一定的透明玻璃平板，一束单色光由空气中照射到玻璃板上，第一次沿垂直于板面方向入射，第二次沿与板面成某一夹角入射（

）

A.第一次入射时光的方向未发生偏折，说明此时光在玻璃中的传播速度与空气中相同

B.第一、二两次光在玻璃中传播时经历的时间相同

C.第一、二两次光在玻璃中传播的速度不同

D.第一、二两次光在玻璃中传播的速度相同

【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。

【课内探究案】

探究一

光的折射现象解释

插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断了；盛了水的碗，碗底好像变浅了。这是发生了什么现象？为什么？

知识总结：1、光线偏折方向：

2、折射光线是可逆的：

- 1 -

【针对训练1】一个大游泳池，池底是水平面，池中水深1.2 m，有一直杆竖直插入池底，恰好有一半露出水面，太阳光以与水平面成37°角射在水面上，测得直杆在池底的影长是2.5 m，求水的折射率是多少？

探究二 光的折射率的理解

当太阳光从空气中照射到玻璃中和太阳光以同样的角度从空气中照射到水中，

(1)光线在介质中偏折的程度相同吗？

(2)如果不同，哪一个偏折角大呢？

知识总结：对折射率的理解（四个方面）：

【针对训练2】(2012·滁州高二检测)一束光从某种介质射入空气中时，入射角为30°，折射角为60°，折射光路如图所示，则下列说法正确的是( ) A.此介质的折射率为 B.此介质的折射率为

C.光在介质中的速度比在空气中小 D.光在介质中的速度比在空气中大

★探究三

视深问题

空中有一只小鸟，距水面3 m，其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼.已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它多少m？鱼看天上的鸟离它多少m？

总结规律：

★★探究四

蒙气差

蒙气差

地球大气层的密度不均匀，越接近地球表面密度越大，折射率也越大.光由真空进入空气中时，传播方向只有微小的变化，虽然如此，有时仍然不能不考虑空气的折射效应.如图表示来自一个遥远天体的光穿过地球大气层时被折射的情景.覆盖在地球表面的大气越接近地表越稠密，折射率也越大.我们可以把地球表面上的大气看做是由折射率不同的许多水平气层组成的.星光从一个气层进入下一个气层时，要折向法线方向.结果，我们看到的这颗星星的位置，比它的实际位置要高一些.这种效应越是接近地平线就越明显.我们看到的靠近地平线的星星的位置，要比它的实际位置高37°.这种效应叫做蒙气差，在天文观测中是必须考虑的. ★★【针对训练3】在新世纪来临之际，我国天文工作者通过计算机确定了我国新世纪第一道曙光的到达地——浙江温岭的石塘镇(天文学上规定：太阳边缘上发出的光线与地球相切于A点的时刻，就是A点日出时刻，如图所示).但由于地球大气层的存在，光线会发生折射，因此，地球上真实看到日出的时刻与天文学上规定的日出时刻有所不同.已知地球平均半径为6 371 km，且日地之间的距离约为1.5×108

km，假设A点为石塘镇，地球大气层的厚度约为20 km.若认为大气层是均匀的，且折射率为1.000 28，则由于大气层的存

在，在石塘镇看到真实日出的时刻比天文学上规定的第一道曙光的时刻约( )到达.

A.提前5 s B.提前50 s C.推迟5 s D.推迟50 s 解答过程：

【巩固训练】

1、光线从空气射到某种介质的表面上,一部分发生反射,一部分发生折射.已知入射角为30°,介质的折射率为1.5,则反射光线与法线的夹角为__________,折射光线与法线的夹角为_____________。

2、设有一圆柱形容器高20 cm,底面直径15 cm,人眼在容器旁边某处向内观察,能看到的最深点P的深度是11.25 cm,若在该容器内注满某种液体,则人恰好可看到容器的底部Q,那么注入液体的折射率为_____________。

★3、一束光线射到一个玻璃球上，如图所示.该玻璃球的折射率是3，光线的入射角是60°.求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的方向。

★★4、

如图所示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体.试求: (1)光在圆柱体中的传播速度. (2)距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.

【我的收获】