高三物理新课 光的折射 全反射 光的色散 实验：测定玻璃的折射率 人教版.doc

高三物理新课光的折射全反射光的色散实验：测定玻璃的折射率一.本周教学内容：高三新课：光的折射全反射光的色散实验：测定玻璃的折射率二.知识要点：1.光的折射现象：光从一种介质进入到另一种介质时传播方向发生改变的现象。注意：（1）入射光线和法线的夹角叫入射角折射光线和法线的夹角叫折射角。两者都不是光线跟界面的夹角。（2）在光的折射现象中光路是可逆的。2.折射定律：（斯涅耳定律）（1）内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上折射光线和入射光线分别位于法线的两侧入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。（2）公式：（常数）（3）注意：①是入射角正弦跟折射角正弦成正比。而不是入射角跟折射角成正比；②光由空气进入介质时光由介质进入空气时3.折射率（1）定义：光从真空射入某种介质发生折射的时候入射角的正弦和折射角的正弦之比称为该介质的折射率。反映介质的光学性质说明介质对光的偏折本领。（2）公式：（介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比）（3）注意：①∵∴任何介质的折射率不论是由真空进入介质还是由介质进入真空公式中的分子是指在真空中光线与法线的夹角；②介质的折射率由介质本身的特性及光的频率（以后将学到）共同决定；③在折射现象中当入射角为时折射角也为。这是个特殊情况但仍是折射现象千万不要认为折射光线没偏折就不是折射现象。可用理解；。4.光密介质和光疏介质：不同折射率的介质相比较折射率小的介质叫光疏介质折射率大的介质叫光密介质。光从光密介质射入光疏介质时折射角大于入射角。5.全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时随着入射角逐渐增大折射光线离法线越来越远强度越来越弱反射光线越来越强当折射角达到时折射光线消失只剩下反射光线。这种现象称为全反射现象。6.产生全反射的条件（1）临界角：折射角等于时的入射角称为临界角。；注意：公式只适用于从介质射向真空或空气的临界角计算。临界角为介质对空气（或真空）的临界角。（2）发生全反射的充要条件：①光从光密介质射入光疏介质；②入射角大于或等于临界角。7.三棱镜、光的色散（1）三棱镜：横截面为三角形的三棱柱透明体为棱镜。棱镜有使光线向底部偏折的作用。等腰直角三棱镜为全反射三棱镜。（2）光的色散：白光通过三棱镜后出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光的光束。由七色光组成的光带称光谱这种现象叫光的色散。光的色散现象产生的原因是同一介质对不同色光的折射率不同而引起的折射率大的偏折角大在七种色光中紫光的折射率最大。故紫光向三棱镜底部偏折程度最大。8.测定玻璃的折射率（1）为了减小测量角度的相对误差同时减小由于大头针的像发生畸变而产生的定位误差入射光线与玻璃砖之间的夹角不能太大又不能太小。一般取在15°～75°之间为宜.玻璃砖宽度在5cm以上为宜。两根大头针之间的距离大些为宜。（2）确定了玻璃界面和光路后可以采用两种方法计算玻璃砖的折射率：①可用量角器测量入射角和折射角。由折射定律公式来计算折射率。②经过入射点画出玻璃界面的法线以入射点O为圆心适当长度为半径画圆入射光线、折射光线与圆周交于A和B。由点A、B向法线作垂线。分别交法线于、点。如图所示。测出垂线的长度和。则玻璃的折射率可表示为。（3）如果玻璃界面确定得不准确会给测量结果造成一定的误差如图所示．若画出的两界面间距离偏大（图中是实际界面的位置是画出的界面）很容易看出这时折射角的测量值偏大会造成折射率的测量值偏小；如果画出的两界面间距离偏小则情况与上述恰好相反。三.重难点分析1.用折射定律分析光的色散现象分析、计算时要掌握好的应用及有关数学知识着重理解两点：其一光的频率（颜色）由光源决定与介质无关；其二同一介质中频率越大的光折射率越大。再应用等知识就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射光线与折射光线偏折程度等问题。2.折射定律公式的应用在解决光的折射问题时应根据题意分析光路即入射点、入射光线、折射光线、作出光路图找出入射角和折射角的直接已知条件或表达式然后应用公式求解找出临界光线往往是解题的关键。3.视深问题的分析方法人眼看透明物质内部某物点的像点离界面的距离在中学阶段一般都是沿着界面的法线方向去观察在计算时由于入射角很小折射角也很小故有：这是在视深问题中经常用到的几个关系式。4.用折射定律的原理解运动学问题光之所以发生折射是因为在两种介质中的速度不同而光的传播总是使光在某两点间传播的时间最短这就是折射定律的原理可应用于运动学中。例题：如图所示一个人发现水中S处有一溺水者溺水者离岸的距离SB＝10m而发现者在A处距B点的距离为20m此人在岸上跑动的速度为而在水中的速度为发现者为尽快到达溺水者处他应在何处下水？解析：这是一个运动学问题但与光的折射现象有相似之处