理解问题导引下表是在探究光由真空射入种透明介质发生折射时的规律时得到的实验数据,请在表格基础上思考以下问题入射角折射角𝑠𝑖𝑛𝑠𝑖𝑛探究探究二探究三随着入射角的增大,折射角怎样变化当入射角与折射角发生变化时,有没有保持不变的量𝑐𝑣探究探究二探究三名师精讲关于正弦值当光由真空射入种介质时,入射角折射角以及它们的正弦值是可以改变的,但正弦值的比值是个常数。关于常数入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是个常数,但不同介质具有不同的常数,说明常数反映了该介质的光学特性。折射率与光速的关系光在介质中的传播速度跟介质的折射率有关,即。由于光在真空中的传播速度大于光在任何其他介质中的传播速度,所以任何介质的折射率都大于。决定因素介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量,它的大小由介质本身及光的性质共同决定,不随入射角折射角的变化而变化。探究探究二探究三典例剖析例题光线以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。真空中的光速画出折射光路图。求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度。当入射角变为时,折射角的正弦值是多大当入射角增大或减小时,玻璃的折射率是否变化探究探究二探究三解析由题意知入射角,反射角,折射角,光路图如图所示。探究探究二探究三𝜃𝜃,据𝑐𝑣,得𝑐𝑛。据𝜃𝜃,得𝜃𝑛,将及代入上式,可求得。折射率不会变化,折射率由介质和入射光线的频率决定,跟入射角的大小无关。答案见解析不变探究探究二探究三变式训练如图所示,束激光垂直于面照射到等边玻璃三棱镜的面上。已知面的反射光线与折射光线的夹角为。光在真空中的传播速度为。求玻璃的折射率激光在玻璃中传播的速度。探究探究二探究三解析如图所示,由几何关系知光在界面的入射角,折射角则𝜃𝜃。由𝑐𝑣得𝑐𝑛𝑐。答案𝑐探究探究二探究三探究探究二探究三探究三测定玻璃的折射率问题导引做实验用的玻璃砖是梯形的,我们通常用两个相互平行的面来测定玻璃的折射率,想想是否可以用相邻的两个不平行的面来测定玻璃的折射率呢探究探究二探究三探究探究二探究三名师精讲实验步骤如图所示,将白纸用图钉钉在平木板上。在白纸上画出条直线作为界面线,过上的点画出界面的法线,并画条线段作为入射光线。把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟对齐,画出玻璃砖的另边。探究探究二探究三在直线上竖直插上两枚大头针,透过玻璃砖观察大头针的像,调整视线方向直到的像挡住的像,再在观察者侧竖直插上两枚大头针,使挡住的像,挡住及的像,记下的位置。移去大头针和玻璃砖,过所在处作直线与交于,直线就代表了沿方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。连接,入射角,折射角,用量角器量出入射角和折射角。用上述方法测出入射角分别为时的折射角。探究探究二探究三数据处理计算法通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射角和折射角的正弦值,再代入𝜃𝜃中求多次不同入射角时的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。图象法求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出图象,由𝜃𝜃可知图象应为直线,如图所示,其斜率为折射率。探究探究二探究三单位圆法在不使用量角器的情况下,可以用画单位圆法。以入射点为圆心,以定长度为半径画圆,交入射光线于点,交折射光线于点,过作的垂线,过作的垂线,如图所示。由图中关系𝐸𝐻𝑂𝐸。则𝜃𝜃𝐸𝐻𝐸𝐻,只要用刻度尺测出的长度就可以求出。探究探究二探究三注意事项实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大些。入射角应适当大些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。玻璃砖应选用宽度较大的,宜在以上。若宽度太小,则测量误差较大。探究探究二探究三实验误差入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大。入射角折射角测量不精确。为减小测角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。探究探究二探究三典例剖析例题在“测定玻方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟对齐,画出玻璃砖的另边。探究探究二探究三在直线上竖直插上两枚大头针,透过玻璃砖观察大头针的像,调整视线方向直到的像挡住的像,再在观察者侧竖直插上两枚大头针,使挡住的像,挡住及的像,记下的位置。移去大头针和玻璃砖,过所在处作直线与交于,直线就代表了沿方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。连接,入射角,折射角,用量角器量出入射角和折射角。用上述方法测出入射角分别为时的折射角。探究探究二探究三数据处理计算法通过测量入射角和折射角,然后查数学用表,得出入射角和折射角的正弦值,再代入𝜃𝜃中求多次不同入射角时的值,然后取其平均值,即为玻璃砖的折射率。图象法求出多组对应的入射角与折射角的正弦值,作出图象,由𝜃𝜃可知图象应为直线,如图所示,其斜率为折射率。探究探究二探究三单位圆法在不使用量角器的情况下,可以用画单位圆法。以入射点为圆心,以定长度为半径画圆,交入射光线于点,交折射光线于点,过作的垂线,过作的垂线,如图所示。由图中关系𝐸𝐻𝑂𝐸。则𝜃𝜃𝐸𝐻𝐸𝐻,只要用刻度尺测出的长度就可以求出。探究探究二探究三注意事项实验时,尽可能将大头针竖直插在纸上,且大头针之间及大头针与光线转折点之间的距离要稍大些。入射角应适当大些,以减小测量角度的误差,但入射角不宜太大。在操作时,手不能触摸玻璃砖的光洁面,更不能把玻璃砖界面当尺子画界线。在实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。玻璃砖应选用宽度较大的,宜在以上。若宽度太小,则测量误差较大。探究探究二探究三实验误差入射光线和出射光线画得不够精确。因此,要求插大头针时两大头针间距应稍大。入射角折射角测量不精确。为减小测角时的相对误差,入射角要稍大些,但不宜太大,入射角太大时,反射光较强,折射光会相对较弱。探究探究二探究三典例剖析例题在“测定玻璃的折射率”实验中,主要步骤如下如图,在放置好平行玻璃砖的白纸上竖直插上大头针确定入射光线,然后在另侧透过玻璃砖观察,插上大头针,使它挡住的像,接着插上第四枚大头针,使它挡住撤去玻璃砖,在实验记录图如图中补画出完整的光路图根据正确的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率保留位小数。探究探究二探究三解析第四枚大头针要挡住及的像光路如图所示根据正确的光路图进行测量可得入射角,折射角,得该玻璃砖的折射率答案及的像光路图见解析。探究探究二探究三变式训练导学号同学设计了个测量液体折射率的仪器,如图所示。在个圆形木盘上过其圆心作两条相互垂直的直径,在半径上垂直圆盘面插下两枚大头针并保持的位置不变,每次测量时,让圆盘的部分竖直浸入液体中,而且总使得液面与直径相平,为界面的法线,而后在图中右上方区域观察的像,并在圆周上插上大头针,使正好挡住。同学们通过计算,预先在圆周部分刻好了折射率的值。这样只要根据所插的位置,就可直接读出液体折射率的值。探究探究二探究三若,与的夹角为,则处所对应的折射率的值为。图中两位置哪处所对应的折射率值大。作的延长线交圆周于,处所对应的折射率的值应为。解析此时与之间的夹角为入射角,则对应的入射角大,折射角相同,所以对应的折射率大。当在位置时,入射角与折射角相等,所以折射率等于。答案𝜃𝜃。根据𝜃𝜃可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比根据𝜃𝜃可知,介质的折射率可能为任何正数根据𝑐𝑣可知,介质的折射率等于光在真空中的传播速度跟光在这种介质中的传播速度之比以上说法都不对关于光的折射,下列说法中错误的是折射光线定在法线和入射光线所确定的平面内入射光线和法线与折射光线不定在个平面内入射角总大于折射角光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角解析根据折射定律,入射光线折射光线和法线定在同平面内,选项错误入射角不定总大于折射角,选项错误。答案束光线与水面方向成角,从空气射入水中,其反射光线和折射光线恰好垂直,则反射角和折射角分别为解析画光路图如图所示,入射角与反射角相等,故入射角为,反射角也为,故选项错误由几何知识,折射角为,故选项错误,正确。答案同学用“插针法”做测定玻璃折射率实验时,他的方法和操作步骤都正确无误,但他处理实验记录时,发现玻璃砖的两个光学面和不平行,如图,则与两条直线平行与两条直线不平行他测出的折射率偏大他测出的折射率不受影响解析光线由进入玻璃砖时,由折射定律得,光线由射出玻璃砖时,由折射定律得。若,则有,进而有,出射光线与入射光线平行。若和不平行,则有,进而有,出射光线与入射光线不平行,故选项正确,错误在用“插针法”测玻璃的折射率时,只要实验方法正确,光路准确无误,结论必定是正确的,它不会受玻璃砖形状的影响,选项正确,错误。答案𝛼𝛽𝜃𝜃导学号选做题如图所示,透明介质制成的直角三棱镜,顶角,束光由空气垂直射向面,经面射出后的光线偏离原来方向。已知光在真空中的传播速度为。求该介质对光的折射率光在该介质中的传播速度大小。解析经面射出后的光线偏离原来方向,说明经面折射后折射角为,如图所示,则答案第十三章光光的反射和折射情景导入思维导图插在水中的筷子,看上去好像在水面处折断了盛了水的碗,看上去好像变浅了,这是什么原因填填练练反射及反射定律见课本第页光的反射光从种介质照射到与另种介质的分界面时,部分光会返回到第种介质的现象。反射定律反射光线与入射光线法线处在同平面内,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。填填练练折射及折射定律见课本第页光的折射与折射定律光的折射光从种介质斜射到两种介质的分界面时,进入另种介质的部分光线传播方向发生改变的现象。入射角与折射角入射角入射光线与法线的夹角。折射角折射光线与法线的夹角。折射定律折射光线与入射光线法线处在同平面内,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。光路可逆在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的。填填练练折射率见课本第页定义光从真空射入种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率,用符号表示。物理意义是个与介质有关的常数,反映介质的光学性质。用光速表示的折射率公式,种介质的折射率,等于光在真空中传播的速度与光在这种介质中的传播速度之比。特点任何介质的折射率都大于。𝑐𝑣定义式𝜃𝜃。𝜃𝜃填填练练束光线从空气射向折射率为的玻璃内,入射角为,下面光路图中正确的是解析光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射,所以选项错误由反射定律知反射角为,根据折射定律得,故选项错误,正确画光线时必须带箭头,不是光路图,选项错误。答案探究探究二探究三探究对光的折射现象的理解问题导引有经验的渔民叉鱼时,不是正对着看到的鱼去叉