資源簡介

高中物理選擇性必修一
第四章 光
1 光的折射
1.物理觀念：理解折射率的物理意義。
2.科學思維：理解光的折射定律，并能用來解釋和計算有關的問題。
3.科學探究：掌握測定玻璃折射率的實驗，會解決與實驗相關的問題。
知識點一　光的折射和折射定律
折射光線與入射光線、法線處在同一平面內，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側； 入射角的正弦與折射角的正弦成正比①，即。
知識點二　折射率
光從真空射入某種介質發生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱 ，用符號 表示。真空的折射率為1，空氣的折射率近似為1。
知識點三　測量玻璃的折射率
類型一 光的折射
例1：(多選)如圖所示，光在真空和某介質的界面MN上發生折射，由圖可知(　　)
A．光是從真空射入介質的
B．光是由介質射入真空的
C．介質的折射率為
D．反射光線與折射光線的夾角為90°
練1：如圖所示，光線以入射角θ1，從空氣射向折射率為n＝的玻璃表面。
(1)當入射角θ1＝45°時，反射光線與折射光線間的夾角θ為多大？
(2)當入射角θ1為多少時，反射光線與折射光線垂直？(用反三角函數表示)
類型二 對折射率的理解
例2：邊長為d的正方體透明介質置于真空中，其橫截面ABCD如圖所示。有兩束平行光Ⅰ、Ⅱ分別從上表面的A點和AB的中點沿與水平方向成30°角同時斜射入介質中，兩種光在界面上折射后恰好相交于正方體底面的C點。已知真空中光速為c，求：
(1)介質對光Ⅰ、Ⅱ的折射率；
(2)光Ⅰ、Ⅱ到達C點的時間差。
練2：(多選)關于折射率，下列說法正確的是(　　)
A．某種介質的折射率等于光在介質中的傳播速度v與光在真空中的傳播速度c的比值
B．折射角和入射角的大小決定著折射率的大小
C．兩種介質相比較，折射率小的介質折光能力較差
D．任何介質的折射率都大于1
類型二 實驗：測量玻璃的折射率
例3、如圖1所示，某同學在“測定玻璃的折射率”的實驗中，先將白紙平鋪在木板上并用圖釘固定，玻璃磚平放在白紙上，然后在白紙上確定玻璃磚的界面aa′和bb′，O為直線AO與aa′的交點。在直線OA上豎直地插上P1、P2兩枚大頭針。
(1)該同學接下來要完成的必要步驟有____。
A．插上大頭針P3，使P3僅擋住P2的像
B．插上大頭針P3，使P3擋住P1的像和P2的像
C．插上大頭針P4，使P4僅擋住P3
D．插上大頭針P4，使P4擋住P3和P1、P2的像
(2)過P3、P4作直線交bb′于O′，過O′作垂直于bb′的直線NN′，連接OO′。測量圖1中角α和β的大小。則玻璃磚的折射率n＝____。
(3)如圖2所示，該同學在實驗中將玻璃磚界面aa′和bb′的間距畫得過寬。若其他操作正確，則折射率的測量值____準確值(選填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)另一位同學準確地畫好玻璃磚的界面aa′和bb′后，實驗過程中不慎將玻璃磚向下平移了一些，如圖3所示，而實驗的其他操作均正確，則折射率的測量值____準確值(選填“大于”“小于”或“等于”)。
課堂訓練
1．一束光線從空氣射向玻璃，入射角為α。下列四幅光路圖正確的是(　　)
A　　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
2．關于光的折射現象，下列說法中正確的是(　　)
A．折射角一定小于入射角
B．折射率跟折射角的正弦值成反比
C．折射率大的介質，光在其中的傳播速度小
D．折射角增大為原來的2倍，入射角也增大為原來的2倍
3．某單色光由某種介質射向空氣，當入射角為30°時，折射光線與反射光線剛好垂直，則該介質對該種色光的折射率為(　　)
A．2 B． C．1.5 D．
4.(新情境題，以軍事工事為背景，考查折射定律的應用)為了從軍事工事內部觀察外面的目標，工事壁上開有一長方形孔，設工事壁厚d＝20 cm，孔的寬度L＝20 cm，孔內嵌入折射率n＝的玻璃磚，如圖所示。
試問：
(1)嵌入玻璃磚后，工事內部人員觀察到外界的視野的最大張角為多少？
(2)要想使外界180°范圍內的景物全被觀察到，則應嵌入折射率最小為多大的玻璃磚？

展開更多......

收起↑