1、光到底是什么？光到底是什么？1717世纪明确形成世纪明确形成了两大对立学说了两大对立学说牛顿牛顿惠更斯惠更斯微粒说微粒说波动说波动说1919世纪初证明了世纪初证明了波动说的正确性波动说的正确性由于波动说没有由于波动说没有数学基础以及牛数学基础以及牛顿的威望使得微顿的威望使得微粒说一直占上风粒说一直占上风1919世纪末光电效应现象使得世纪末光电效应现象使得爱因斯坦在爱因斯坦在2020世纪初提出了世纪初提出了光子说：光具有粒子性光子说：光具有粒子性这里的光子完全不同于牛顿所说的这里的光子完全不同于牛顿所说的“微粒微粒”光的本性光的本性:光既具有波动性，又具有粒子性光既具有波动性，又具有粒子性13.
2、1光的反射和折射 光射到界面时，能进入另一种介质，同时又回到原来的介质。这样的现象分别叫光的折射和反射一个枉自嗟呀一个枉自嗟呀一个空劳牵挂一个空劳牵挂一个是一个是水中月水中月一个是一个是镜中花镜中花想眼中想眼中能有多少泪珠儿能有多少泪珠儿怎经得秋流到冬尽怎经得秋流到冬尽春流到夏春流到夏 枉凝眉枉凝眉垂钓绿湾春，垂钓绿湾春，春深杏花乱。春深杏花乱。潭清疑水浅潭清疑水浅，荷动知鱼散。荷动知鱼散。日暮待情人，日暮待情人，维舟绿杨岸。维舟绿杨岸。钓鱼湾钓鱼湾储光羲储光羲12空气空气水水折射光线折射光线入射光线入射光线反射光线反射光线光的反射和折射光的反射和折射分辨入射、折射、反射光线、法线、界面？分辨
3、入射、折射、反射光线、法线、界面？平面镜平面镜入射光线入射光线反射光线反射光线法线法线入射角入射角反射角反射角一、光的反射一、光的反射：光射到介质：光射到介质1、介质、介质2的界面时，一的界面时，一部分光返回到介质部分光返回到介质1的现象的现象（1 1）反射光线、入射光线、法线共面）反射光线、入射光线、法线共面（3 3）反射光线、入射光线关于法线对称）反射光线、入射光线关于法线对称（2 2）反射角等于入射角）反射角等于入射角（光线与法线的夹角）（光线与法线的夹角）OAB（4 4）光路可逆：）光路可逆：（1 1）折射光线、入射折射光线、入射光线、法线在同一平面光线、法线在同一平面内内.（2 2）
4、折射光线和入射光折射光线和入射光线分居法线两侧线分居法线两侧二、光的折射二、光的折射1.1.定义定义：光从介质：光从介质1 1斜射斜射入介质入介质2 2时，传播方向发生改变时，传播方向发生改变的现象的现象1 12 2空气空气水水折射光线折射光线入射光线入射光线2.2.规律规律（3 3）当入射角增大时，折射角也随着增大）当入射角增大时，折射角也随着增大 （4 4）光路可逆：）光路可逆：（完成教材（完成教材P48 T1P48 T1）思考：思考：入射角、折射角大小有何定量关系？入射角、折射角大小有何定量关系？Sini/sinr1.511.501.501.501.501.501.501.50入射角入射
5、角i1020304050607080折射角折射角r6.613.219.525.430.735.338.841.1玻璃玻璃水水折射角折射角r7.514.922.128.935.240.64547.8Sini/sinr1.331.331.331.331.331.331.331.33金刚石金刚石折射角折射角r4.18.111.915.418.52122.922.924Sini/sinr2.422.432.422.422.412.422.412.42可看出：光从空气（真空）进入同一种介质，总有入可看出：光从空气（真空）进入同一种介质，总有入射角与折射角的正弦之比相等（不同介质比值不同）。射角与折射角的
6、正弦之比相等（不同介质比值不同）。思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角思考：如果将玻璃换成其它介质，入射角和折射角的正弦之比是否具有相同的结论？的正弦之比是否具有相同的结论？（5 5）入射角的正弦和折射角的正弦成正比）入射角的正弦和折射角的正弦成正比 空气空气玻璃玻璃 n n1212 大于大于 1 1玻璃玻璃空气空气 n n2121 小于小于 1 1=n1212空气玻璃NNAOB比例常数比例常数由光路可逆，可知：由光路可逆，可知：折射定律折射定律（斯涅耳定律）（斯涅耳定律）思考：入射角的正弦与折射角的正弦的比为常思考：入射角的正弦与折射角的正弦的比为常数，它跟什么因素有关呢？数，它跟什
7、么因素有关呢？光传播所通过的物质（介质）威里布里德斯涅耳简介 威里布里德斯涅耳（1591-1626），荷兰数学家和物理学家，曾在莱顿大学担任数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律，使几何光学的精确计算成为了可能。折射定律（也称斯涅耳定律）是从实验中得到的，未做任何的理论推导，虽然正确，但却从未正式公布过。只是后来惠更斯和伊萨克沃斯两人在审查他遗留的手稿时，才看到这方面的记载。首次把折射定律表述为今天的这种形式的是笛卡儿，他没做任何的实验，只是从一些假设出发，并从理论上推导出这个定律。笛卡儿在他的屈光学（1637）一书中论述了这个问题。折射定律是几何学的最重要基本定律之一。斯涅耳的发现为几何光学
8、的发展奠定了理论基础，把光学发展往大大的推进了一步。4.说明：说明：(1)n n的大小的大小与介质有关，与与介质有关，与i i和和r r无关无关，对，对于确定介质，于确定介质，n n是定值是定值 (2)(2)折射率无单位，折射率无单位，任何介质的折射率皆大于任何介质的折射率皆大于1(n1)（原因呢？）（原因呢？）sinisinrn=2.定义式定义式三、折射率三、折射率1.定义：定义：光光从真空射入某种介质从真空射入某种介质时，入射角时，入射角i与折射角与折射角r的正弦比值，叫做该介质的绝对折射率的正弦比值，叫做该介质的绝对折射率n，简称折射率。，简称折射率。3.3.决定式：某介质的折射率，等于
9、光在决定式：某介质的折射率，等于光在真空中的真空中的速度速度C C与光在与光在介质中的速度介质中的速度v v之比：之比：n=cv5.几种介质的折射率几种介质的折射率介质介质折射率折射率金刚石金刚石2.42二氧化碳二氧化碳1.63真空折射率真空折射率 =1介质介质折射率折射率岩盐岩盐1.55酒精酒精1.36水晶水晶1.55玻璃玻璃1.5-1.8水水1.33空气空气1.000286.意义：意义：反映介质对光的偏折能力的大小反映介质对光的偏折能力的大小7.折射原因：折射原因：光在不同介质中的速度不同光在不同介质中的速度不同(比较折射率与密度有关吗？）比较折射率与密度有关吗？）本节小结：本节小结：1
10、1、折射定律：、折射定律：2 2、折射率：、折射率：(1)(1)、角度关系：、角度关系：=n=nn=irsinsinn=VC (从真空进入介质）从真空进入介质）（从介质进入真空）（从介质进入真空）(1)(1)、共面、两侧、共面、两侧(2)(2)、方向关系：、方向关系：risinsin(2)(2)、速度关系：、速度关系：n=3 3、物理学的研究方法：实验研究、物理学的研究方法：实验研究risinsin尝试题尝试题1、(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1如果光以同一入射角从真空射入不同介质如果光以同一入射角从真空射入不同介质,则则()A折射角越大折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越大表
11、示这种介质对光线的偏折作用越大B折射角越大折射角越大,表示这种介质对光线的偏折作用越小表示这种介质对光线的偏折作用越小C折射角越小折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越大表示这种介质对光线的偏折作用越大D折射角越小折射角越小,表示这种介质对光线的偏折作用越小表示这种介质对光线的偏折作用越小答案：答案：BC例与练：例与练：尝试题 2、(即时突破，小试牛刀)2关于折射率，下列说法正确的是()A根据 nsin1sin2可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B根据 nsin1sin2可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比C根据 ncv可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D以上说法都不对答案：答案
12、：C 尝试题尝试题3 3、假设地球表面不存在大气层假设地球表面不存在大气层,那么人们观察那么人们观察到的日出时刻与存在大气层的情况相比到的日出时刻与存在大气层的情况相比,A.A.将提前将提前 B.B.将延后将延后 C.不变不变 D.D.在某些地区将提在某些地区将提前前,在另一些地区将延后在另一些地区将延后 没有大气没有大气有大气有大气(B)尝试题尝试题4 4、如图一个储油桶的底面直径与高如图一个储油桶的底面直径与高均为均为d当桶内没有油时，从某点恰能看当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等到桶底边缘的某点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰于桶高的一半时，
13、仍沿方向看去，恰好看到桶低上的点好看到桶低上的点C，两点距离，两点距离d/4求：求：油的折射率油的折射率和和光在油中传播的速度光在油中传播的速度。dCAFDOBCGOACBGDF因底面直径和桶高相等因底面直径和桶高相等,由此可知由此可知 AOF=ABG=450又又OD=2CD油的折射率油的折射率光在油中的传播速度光在油中的传播速度解解:22ODCDCD 51 CODsin5122 210 CODsinAOFsinn )s/m(109.18 210100.38 ncv 【方法总结方法总结】解答此类问题要注意：解答此类问题要注意：(1)根据题根据题意画出正确的光路图；意画出正确的光路图；(2)利用
14、几何关系确定光路利用几何关系确定光路中的边、角关系中的边、角关系,要注意入射角、折射角的确定；要注意入射角、折射角的确定；(3)利用反射定律、折射定律求解；利用反射定律、折射定律求解；(4)注意光路可注意光路可逆性、对称性的应用逆性、对称性的应用光的反射、折射光路的计算光的反射、折射光路的计算如图所示，半圆玻璃砖的半径R10 cm，折射率为 n 3，直径 AB与屏幕垂直并接触于 A 点，激光 a 以入射角 i30射向半圆玻璃砖的圆心 O，结果在水平屏幕 MN 上出现了两个光斑求两个光斑之间的距离 L.23.1 cm尝试题尝试题5 5、尝试题尝试题6 6：光线以光线以3030的入射角从玻璃射向的
15、入射角从玻璃射向空气，它的反射光线与折射光线成空气，它的反射光线与折射光线成90 90 夹角，夹角，则玻璃的折射率为则玻璃的折射率为？ri玻璃玻璃空气空气 32 2、如图所示，三棱镜的顶角是、如图所示，三棱镜的顶角是3030度，光线从度，光线从ABAB面垂直射入，由面垂直射入，由ACAC面射出，测得出射光线与入射面射出，测得出射光线与入射光线的夹角为光线的夹角为3030度，则该三棱镜的折射率为多少？度，则该三棱镜的折射率为多少？光在玻璃中的速度为多少？光在玻璃中的速度为多少？尝试题尝试题7 7：如图所示，三棱镜的顶角是如图所示，三棱镜的顶角是3030度，光度，光线从线从ABAB面垂直射入，由面
16、垂直射入，由ACAC面射出，测得出射光线面射出，测得出射光线与入射光线的夹角为与入射光线的夹角为3030度，则该三棱镜的折射率度，则该三棱镜的折射率为多少？光在玻璃中的速度为多少？为多少？光在玻璃中的速度为多少？尝试题尝试题8 8、在一个宽在一个宽60cm60cm，深度为，深度为40cm40cm的玻璃水的玻璃水槽中装满水，一条光线挨着槽壁上沿射入水中，槽中装满水，一条光线挨着槽壁上沿射入水中，刚好折射到槽底部中间刚好折射到槽底部中间O O点，则光线射入的入射点，则光线射入的入射角是几度？角是几度？irir思考：光线从空气中以入射角思考：光线从空气中以入射角i i射在玻璃砖的射在玻璃砖的上表面上
17、，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如上表面上，穿过玻璃砖后，又射入空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行的，求光线从玻璃果玻璃砖的上下表面是平行的，求光线从玻璃砖射出后的传播方向的特点。砖射出后的传播方向的特点。单色光经玻璃砖后，单色光经玻璃砖后，侧移而传播方向不变侧移而传播方向不变 玻璃是一种透明介质，光从空气入射玻璃是一种透明介质，光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃到玻璃的界面上会发生折射，如何把玻璃的折射率测出来？的折射率测出来？四、知识应用四、知识应用 实验演示：测玻璃砖的折射率实验演示：测玻璃砖的折射率 实验原理：实验原理：1、根据折射率的定义：根据折射率的定义：要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射 角和入射角。角和入射角。空气空气玻璃玻璃 i=?r=?界面界面法线法线 实验原理：实验原理：要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射要测折射率，必须知道与一个折射现象对应的折射 角和入射角。角和入射角。rinsinsin 实验器材：实验器材：玻璃砖、玻璃砖、玻璃砖、白玻璃砖、白 纸、大头针若干、纸、大头针若干、铅笔、直尺、量角器等。铅笔、直尺、量角器等。实验过程实验过程（演示演示）：）：
