1. 光的折射定律教案2

光的折射定律

教案

教学目标: 1.知道反射定律的确切含义，知道平面镜成像特点及作图方法. 2.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题. 3.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题. 4.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算. 教学重点：光的折射定律、折射率。折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定。

教学难点：光的折射定律和折射率的应用，通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法。

教学方法：引导、探究

教学用具：光的折射演示器，附件：接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃、直尺、计算器。

一、引 入

初中已学过光的折射规律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃斜射入空气中时，折射角大于入射角。初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象，而我们今天要定量地进行研究：

二、新课教学

演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置，打开开关，将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射)，

观察：折射情况，a．角度，b．明暗程度与入射光线进行对比。然后改变入射角进行记录，再次观察能量改变的情况。

1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配

随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小。

2、经历了近1500年才得到完善的定律

（1）历史发展：公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到：

A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；

B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；

C．折射角正比于入射角。

1

德国物理学家开普勒也做了研究。

（2）折射定律：最终在1621年，由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系。

将一组测量数据抄写在黑板上让学生进行计算(用计算器)，光线从空气射入某种玻璃。

入射角i(°) 折射角r(°) i/r 10 20 30 40 50 60 70 80

通过分析表中数据可以得出结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比

，如果用n来表示这个比例常数，就有

这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律。

演示：如果使光线逆着原来的折射光线到界面上，折射光线就逆着原来的入射光线射出，这就是说，在折射现象中光路也是可逆的(在反射现象中，光路是可逆的)。

3、折射率 n 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。

（1）折射率的定义式为量度式：折射率无单位，任何介质的折射率不能小于1，记住水的折射率为1.33（4/3），玻璃的折射率为1.50（3/2）

说明：

i是光线在真空中与法线之间的夹角，r是光线在介质中与法线之间的夹角。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。相对折射率在高中不作要求，又因为空气的绝对折射率为1.00028，在近似计算中认为空气和真空相同，故有时光从空气

2 sini/sinr 1.49 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51 1.50 1.51 6.7 13.3 19.6 25.2 30.7 35.1 38.6 40.6 1.50 1.50 1.53 1.59 1.63 1.67 1.81 1.97

射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行计算。

4、介质的折射率与光速的关系

理论和实验的研究都证明：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之比：

例1：光在某介质中的传播速度是2.122×入空气时，折射角为多少？

解：由介质的折射率与光速的关系得：

又根据介质折射率的定义式得：

r为在空气中光线、法线间的夹角即为为在介质中光线与法线间的夹角30°。由(1)、(2)两式解得：

所以r=45°

三、小结

1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图，突出几何的特点. 2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解. 3.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33. 4.通常所说的介质的折射率是指介质的绝对折射率，即光从真空射入某种介质的折射率.若光由介质1射入介质2，这时的折射率确切地说应该叫做介质2对介质1的相对折射率.通常用n21来表示. 四、布置作业：本节练习与评价

3 10m/s，当光线以30°入射角，由该介质射8所求，i