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1、第1頁(yè)共2頁(yè)光的折射光的折射〖教學(xué)要求〗1、折射定律;2、絕對(duì)折射率和相對(duì)折射率;3、反射與折射的能量分配〖重點(diǎn)和難點(diǎn)〗1、對(duì)折射定律的理解;2、對(duì)絕對(duì)折射率和相對(duì)折射率的理解;3、用折射定律和能量關(guān)系分析相關(guān)光學(xué)現(xiàn)象?!冀虒W(xué)用具〗平面鏡、透明玻璃、蠟燭等?!冀虒W(xué)過(guò)程〗一、光的折射1、定義、定義:光由一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)或在同一種不均勻媒質(zhì)中傳播時(shí)方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。2、圖示、圖示:如圖1所示AO為入射光線O為入射點(diǎn)OB為
2、反射光線OC為折射光線.1)1)、入射角、入射角:入射光線與法線間的夾角i叫做入射角.2)2)、折射角、折射角:折射光線與法線間的夾角r叫做折射角.3、折射定律、折射定律:1)1)、內(nèi)容、內(nèi)容:折射光線位于入射光線與法線所決定的平面內(nèi)折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè).2)2)、數(shù)學(xué)表達(dá)式、數(shù)學(xué)表達(dá)式:入射角的正弦與折射角的正弦成正比即.rinsinsin?圖1這就是光的折射定律也稱斯涅爾定律(斯涅爾是荷蘭數(shù)學(xué)家)二、相對(duì)折射率與絕對(duì)折
3、射率二、相對(duì)折射率與絕對(duì)折射率1、相對(duì)折射率、相對(duì)折射率:光從一種媒質(zhì)斜射入第二種媒質(zhì)發(fā)生折射時(shí)入射角i的正弦與折射角r的正弦之比對(duì)于給定的兩種媒質(zhì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)常數(shù)用表示21n21n。常數(shù)稱為第二種媒質(zhì)對(duì)第一種媒質(zhì)的相對(duì)折射率。risinsin?21n2、絕對(duì)折射率、絕對(duì)折射率:任意一種媒質(zhì)對(duì)真空的相對(duì)折射率稱為這種媒質(zhì)的絕對(duì)折射率簡(jiǎn)稱這種媒質(zhì)的折射率用表示.通常說(shuō)某種媒質(zhì)的折射率即是指它的絕對(duì)折射率n也就是它對(duì)真空的相對(duì)折射率.3、相對(duì)
4、折射率與絕對(duì)折射率的關(guān)系、相對(duì)折射率與絕對(duì)折射率的關(guān)系:實(shí)驗(yàn)表明:第二種媒質(zhì)對(duì)第一種媒質(zhì)的相對(duì)折射率等于光在第一種媒質(zhì)中的傳播速度V1與光在第二種媒質(zhì)中的傳播速度V2之比即.21n21VV?由此可得某種媒質(zhì)的折射率C為真空中的光速。進(jìn)而可得:VCn?即第二種媒質(zhì)對(duì)第一種媒質(zhì)的相對(duì)折射率等于第二種媒21n21VV?21VCVC?12nn?質(zhì)的絕對(duì)折率與第一種媒質(zhì)的絕對(duì)折射率之比。光在任何媒質(zhì)中的速度都小于光在真空中的速度,即V<C,所以任
5、何媒質(zhì)的折射率n=都大于1。VC第2頁(yè)共2頁(yè)光在空氣中的速度與光在真空中的速度相差很小,故空氣的折射率n=。VC1?若把真空也看作一種媒質(zhì)則真空的折射率為。1?n三、光路的可逆性三、光路的可逆性在光的反射和折射現(xiàn)象中,光路都是可逆的。當(dāng)光由空氣進(jìn)入玻璃,發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí),如圖1中光路反向,有:=n1risinsin故i>r。即當(dāng)光由真空或空氣進(jìn)入其它媒質(zhì)時(shí),入射角大于折射率。當(dāng)一束光沿CO入射時(shí),其中一部分光將沿AO折射。所以光從某種媒質(zhì)
6、射入真空或空氣時(shí),折射角大于入射角。四、視深和視高四、視深和視高1、視深公式:如圖2所示,一個(gè)物點(diǎn)位于折射率為n的媒質(zhì)中h0深處,當(dāng)在媒質(zhì)界面正上方觀察時(shí),物體的視深為:h=。nh0略證:根據(jù)光路可逆和折射定律:n=risinsin一般瞳孔的線度d=2~3毫米,因此i和r都非常小,則sinitgi=sinrtgr=。故有n==?ha?0harisinsinhh0可見(jiàn):視深比實(shí)深小。2、視高公式:如果從折射率為n的媒質(zhì)中,觀察正上方距液面
7、高為h0的物點(diǎn),則視高為h=nh0。略證:如圖3所示,根據(jù)折射定律有n=i、r很risinsin小,故近似有:sinitgi=?0hah=h0?sinrtgr=?ha可見(jiàn):視高比實(shí)高大。3、視深與視高公式的應(yīng)用:利用視深與視高公式,不僅可以極為簡(jiǎn)捷地測(cè)定媒質(zhì)的折射率,而且還可以很方便地分析和解決與視深和視高有關(guān)的各種問(wèn)題。例:例:如圖4所示,緊貼矩形玻璃磚右端插一顆大頭針,在距左端l1=3厘米的O處觀察大頭針D的像D’。若測(cè)出像距右端l
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