2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十三章 1

(4)当入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？ 答案 不变 解析 不变化，因为折射率是由介质和入射光频率共同决定的物理量，与
解析 答案
入射角的大小无关.
例2
如图 4 所示为某种透明介质的截面图，△AOC 为等腰直角三角形，
BC为半径R＝12 cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点.
答案
2， 2.一束光从真空进入某介质，方向如图3所示，则该介质的折射率为____ 2 c 2 若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为______.
图3
答案
题型探究
一、反射定律和折射定律的应用
利用反射定律和折射定律解题时，首先以光线为工具画出光路图，然后由
折射定律、反射定律及几何规律列方程求解相关问题.
第十三章 光
1 光的反射和折射
知识内容
光的反射和折射
1.知道光在反射和折射时的光路可逆.
考试要求 c
课时要求
2.掌握光的反射和折射定律. 3知道折射率的定义和表达式，以及折射率的决定因素.
内容索引
知识探究
新知探究 点点落空
题型探究
重点难点 各个击破
达标检测
检测评价 达标过关
知识探究
一、反射定律和折射定律
答案
什么关系？
[知识梳理]
对光的反射和折射的理解
1.光的反射
(1)反射现象：光从第1种介质射到它与第2种介质的 分界面 时，一部分光
会 返回 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 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，光路是 可逆 的.
2.光的折射
(1)光的折射现象
光从第1种介质射到它与第2种介质的 分界面 时，一部分光 进入 第2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2所示)
折射光线与入射光线、法线处在 同一平面 内，折射光
线与入射光线分别位于 法线的两侧 ； 入射角的正弦 与 折射角的正弦 成正比，即 sin θ1 ＝n .(式中n 是比例 12 12 sin θ2 常数)
[导学探究] 如图1所示，一块半圆形的玻璃砖放在带有角
度刻度的圆盘上，使玻璃砖的圆心正好与圆
盘刻度的圆心重合，将激光笔对准圆心照射，
会观察到激光笔发出的一束光照射到玻璃砖
表面后被分成了两束光 . 请在图上标出法线、
入射角、反射角和折射角 . 改变入射光线与法
线的夹角，观察到三条光线与法线的夹角有
图1
边入射，经棱镜折射后从AC边射出.已知∠A＝θ＝60°，光在真空中的传 播速度为c.求： (1)该棱镜材料的折射率；
答案 3
图8
1
2
3
解析
答案
(2)光在棱镜中的传播速度.
答案 解析
3 3c 3 c 光在棱镜中的传播速度 v＝n＝ 3 c.
1
2
3
解析
答案
例1
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； 答案 见解析图
解析 光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光线.
解析
答案
(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；
答案 3 3×108 m/s
解析
sin θ1 由题意，n＝sin θ 2
正确的是
A.人看到的是鱼的实像，位置变浅了些 B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些 √ C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些 D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 √ 图7
1
2
3
解析
答案
2.(对折射率的理解)下列说法正确的是
A.因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质
B.因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质 √
(3)在光的折射现象中，光路是 可逆 的.
图2
二、折射率
[导学探究] 如表所示是在探究光由真
入射角i(°) 10
20
折射角r(°) 6.7
13.3
i r
sin i sin r
1.49
1.50
1.49
1.49
空射入某种透明介质发生
折射的规律时得到的实验
30
40
19.6
25.2
1.53
1.59
1.49
是与法线的夹角.
(3)利用折射定律、折射率公式列式求解.
例3
两束平行的细激光束垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，
如图5所示.已知其中一束光沿直线穿过玻璃，它的入射点是O，另一束光
的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点.已知玻璃半圆截面的半径为R， R OA＝ 2 ，OP＝ 3R. 求该玻璃材料的折射率.
[即学即用] 1.判断下列说法的正误. (1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化.( × ) (2)入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍.( × ) (3)介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越快.( × ) sin θ1 (4)由折射率的定义式n＝ 得出，介质的折射率与入射角θ1的正弦成正 sin θ2 比，与折射角θ2的正弦成反比.( × )
1.51
数据.请在表格基础上思考
以下问题：
50
60 70 80
30.7
35.1 38.6 40.6
1.63
1.71 1.81 1.97
1.50
1.51 1.50 1.51
答案
(1)随着入射角的增大，折
射角怎样变化？
答案 折射角增大.
(2)当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量？ 答案 入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变.
2.对折射率n的理解 (1)由于c＞v，故任何介质的折射率n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 和光的 频率共同决定，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. (4)介质的折射率与介质的密度没有必然联系.
又 θ1＝60° ，θ1＋θ2＝90° ，得 n＝ 3.
c 设玻璃中光速为 v，由 n＝v得 v＝ 3×108 m/s.
解析
答案Βιβλιοθήκη 3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值等于多大？
6 答案 6 解析 当入射角为45°时，介质折射率不变 sin θ1′ sin 45° 6 sin θ2′＝ n ＝ ＝6. 3
答案
[知识梳理] 1.折射率 折射角 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时， 入射角的正弦 与______ 的正弦 之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率.即n＝ sin θ1. sin θ2 (2)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
c 速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝ . v
C.同一束光，在光密介质中的传播速度较大
D.同一束光，在光密介质中的传播速度较小 √ 解析 因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质； c 由v＝ 可知，同一束光在光密介质中的传播速度较小. n
1
2
3
解析
答案
3.( 折射率的计算 )如图8 所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于 BC
图5
答案 3
解析 答案
归纳总结 无论光从玻璃射向空气还是从空气射向玻璃，在表示介质的折射率时，
一定是空气中的光线和法线的夹角的正弦与介质中的光线和法线的夹角
的正弦的比值，也就是说介质的折射率一定大于1.
针对训练
如图6所示，一束激光垂直于AC面照射到等
边玻璃三棱镜的AB面上.已知AB面的反射光线与折射光 线的夹角为90°.光在真空中的传播速度为c.求： (1)玻璃的折射率；
一束红光射向圆心 O ，在 AB 分界面上的入射角 i ＝45°，结果在水平屏幕 2 3 MN上出现两个亮斑.已知该介质对红光的折射率为n＝ ，则两个亮斑与 3 A点间的距离分别为多少？
答案 见解析
图4
解析 答案
二、折射率的理解和计算
解决光的折射问题的常规思路：
(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
答案 3
图6
解析 如图所示，由几何关系知： 光在AB界面的入射角θ1＝60°，折射角θ2＝30°，
sin θ1 则 n＝sin θ ＝ 3. 2
解析 答案
(2)激光在玻璃中传播的速度.
答案 解析
3 3c 3c c c 由 n＝v得 v＝n＝ 3 .
解析
答案
达标检测
1.(光的折射现象)(2017· 苍南高二检测)根据图7中的漫画，判断下列说法中