第四章光及其应用第一节光的折射定理粤教版选择性选修第一册第二节测定介质的折射率光在均匀介质中沿直线传播,当它碰到不同介质的分界面时,常常不再依照原先的方往前进,一部份被反射回原先的介质中,发生光的反射;另一部份步入不同介质后偏向另一个个方向传播,发生光的折射。托勒密:在入射角很小的情况下,折射角和入射角成反比。阿勒·哈增:入射角较大的情况下,折射角和入射角成反比的关系不创立。开普勒:托勒密的推论只有在入射角大于30o角时才创立。人类对光的折射的研究历程:斯涅尔:在不同的介质里,入射角和折射角的余割之比总是相同的值,即折射角和入射角的余弦值之比为一常数。一、光的折射定理情景:如图所示,让一束光由一种介质竖着射向另一种介质,比如,从空气射向水底,入射光线与法线的倾角称为入射角,折射光线与法线的倾角称为折射角。1、折射定理:当光线从空气射入介质时,发生折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别坐落法线的一侧;入射角的余弦与折射角的余弦成反比。2、表达式:【讨论与交流】若让光从玻璃片入射,步入到玻璃片与空气的界面,折射光线将怎样?光线向哪些方向偏折?光路的可逆性:假若让光线逆着原先的折射光线射到界面上光的折射率和介质的折射率,光线都会逆着原先入射光线发生折射。
也就是说,在光的折射现象中光的折射率和介质的折射率,光路是可逆的。情景:光从真空射入水底时,;光从真空射入某种玻璃时,。对于不同的介质来说,常数是不同的。【思考问题】常数越大,光线从真空斜以相同入射角射入这些介质,光线的偏折情况是如何的?二、折射率2、物理意义:折射率是反映介质光学性质的一个数学量,它反映了光从真空斜射入介质(或从介质斜射入真空)时偏折的程度。折射率越大,介质使光线偏折的程度就越大。1、定义:把光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的余弦与折射角的余弦之比,叫作这些介质的折射率。3、折射率与光速的关系:某种介质的折射率等于光在真空中的传播速率与光在这些介质中的传播速率之比。任何介质的折射率都小于1.几种常见介质的折射率【讨论与交流】有人说,当光从水射入空气发生折射时,入射角的余弦值与折射角的余弦值之比即为水的折射率。这些说法正确吗?三、测定介质的折射率【实验与探究】测定长圆形玻璃砖的折射率。【思考问题】(1)如何确定与入射光线AO相对应的折射光线OO′?(2)用哪些方式处理数据,得到长圆形玻璃砖的折射率?(3)应当采取什么举措以减少偏差?例题:如图所示,一个储油桶的底面半径与高均为。当桶内没有油时,从某点A恰能看见桶底边沿的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时,仍沿AB方向看去,刚好听到桶底上的点C,C、B两点相距。求油的折射率和光在油中传播的速率。$