1. 光的折射定律名师教学设计2

1、

光的折射定律教学案

仁寿第一中学校北校区

邓连兵

教学要求：

1）理解折射定律的确切含义，并能用来解释光现象和计算有关的问题；

2）理解折射率（指绝对折射率）的定义，以及折射率是反映介质光学性质的物理量；

3）知道折射率与光速的关系，并能用来进行计算。

教学重难点：

重点：折射定律的得出过程以及介质的折射率的理解

难点：光的折射规律的应用

教学过程：

一、反射定律和折射定律

[问题设计1] 实验引入本节课的主题光的折射

在不透明的碗里放一个硬币，在图中位置看不到硬币，向碗里倒水，还在原来的位置观察，是否能看到硬币？

[要点提炼] 1．光的反射

(1)反射现象：光从一种介质射到它与第二种介质的分界面时，一部分光会返回到第一种介质的现象．

(2)光的反射遵循反射定律：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．

(3)在光的反射现象中，光路可逆．

2．光的折射

(1)光的折射现象

光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并改变传播方向的现象，称为光的折射现象．

(2)折射定律(如图1所示)

图1 折射光线、入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；入射角的正弦值与折射角的正弦sini值之比为一常数，即＝n. sinr(3)在光的折射现象中，光路可逆．

3．注意

(1)应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角、反射角和折射角．画出正确的光路图是解题的必要前提．(2)入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，注意法线与界面的区别．

二、折射率

[问题设计] 光由真空以相同的入射角射向不同的介质时，折射角是不同的，为什么？

答案

因为不同介质对光的折射率不同．

[要点提炼] 1．折射率

(1)定义式：n＝sinic.

(2)折射率与光速的关系：n＝v. sinr2．对折射率n的理解

(1)由于c＞v，故任何介质的折射率都大于(填“大于”、“小于”或“等于”)1. (2)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的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．

(3)θ1为真空中的光线与法线的夹角，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．

(4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系．

一、反射定律和折射定律的应用

例1

如图2所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生了反射和折射现象的光路图，下列判断中正确的是(

)

图2 A．AO是入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线

B．BO是入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线

C．CO是入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线

D．条件不足，无法确定

解析

法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，反射光线、折射光线和入射光线都位于法线两侧．可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线．答案

C 典例1（导与练）光线以600 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8C=3.0x10m/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大小。

(3)当入射角变为450时，折射角的正弦值为多大？

(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？说明理由。

例2

一束光线从空气射入折射率为2的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线和折射光线的夹角是(

) A．75°

B．90°

C．105°

D．120°

sinisinisin45°1解析

如图所示，根据折射定律＝n，则sinr＝＝＝，r＝30°，反射光线与折射光线的夹角θ＝180°sinrn22－45°－30°＝105°，C选项正确．

答案

C 二、介质的折射率

例3

一束光从空气射向折射率为3的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为________．真空中的光速为c，则光在该介质中的传播速度为________．

解析

设入射角为θ，折射角为90°－θ，

sinθ根据n＝，

可以得到θ＝60°，

sin90°－θ

c3再根据n＝v，可得v＝c. 3答案

60°

3c

3

1．(对折射率的理解)关于折射率，下列说法正确的是(

) siniA．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比

sinrsiniB．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦值成反比

sinrcC．根据n＝v，介质的折射率与介质中的光速成反比

D．介质的折射率与入射角、折射角的大小无关

答案

D 解析

介质的折射率由介质材料本身和入射光的频率决定，与其他因素无关．故D项正确．

2．(折射定律的应用)光在某种玻璃中的传播速度是3×108m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，则入射角应是(

) A．30°

B．60°

C．45°

D．90°

答案

A 8c3×10解析

依题意作出光路图如图所示．折射角：θ2＝90°－θ′＝90°－θ1，玻璃的折射率：n＝v＝＝3. 3×108

由折射定律知：nsinθ1＝sinθ2

＝sin(90°－θ1)＝cosθ1，

13即tanθ1＝＝，

得θ1＝30°.故答案为A. n33．(折射定律的应用)如图4所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知(

)

图4 A．光是从真空射入介质的

B．介质的折射率为3

2

C．介质的折射率为3

D．反射光线与折射光线的夹角为60°

答案

C sinisin60°解析

根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，光是从介质射入真空的，折射率n＝＝＝3，sinrsin30°只有C正确．