普通高中物理选择性必修一 第四章第1节光的折射

关于普通高中物理选择性必修一 第四章第1节的竖屏导图，内容包括折射定律、折射率及相关实验，供备课参考。

• 普通高中物理选择性必修一 第四章第1节 光的折射
• 内容来源|普通高中教科书 物理 选择性必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 折射定律
• 射水鱼在水中能准确射中水面上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置？是在昆虫实际位置的上方还是下方？
• 光的 反射与折射
  • 光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫作光的反射；另一部分光会进入第2种介质，这个现象叫作光的折射。
    • 现象
      • 阳光照射水面时，我们能够看到水中的鱼和草，同时也能看到太阳的倒影。
• 折射定律
  • 让一束光从一种介质射向另一种介质，入射光线与法线的夹角q1称为入射角，折射光线与法线的夹角q2称为折射角。
  • 光在折射时，折射角与入射角之间有什么定量关系？
    • 折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，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。
      • • 式中n12是比例常数，它与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。
  • 与光的反射现象一样，在光的折射现象中，光路是可逆的。
  • 透镜就是根据光的折射原理制成的。
• 1621年，荷兰数学家斯涅耳在分析了大量实验数据后，找到了折射角与入射角之间的定量关系，总结出光的折射定律。
• 折射率
• 光从真空射入介质时，常数n12可以简单地记为n。
  • 在实际应用中，遇到最多的情形是光从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气，而空气对光的传播的影响很小，可以作为真空处理。
• 折射率
  • 光从真空射入某种介质发生折射时，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。
    • 折射率用符号n表示
      • 真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。
  • 某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比。
    • • 光在不同介质中的传播速度不同。
      • 光在真空中的传播速度c大于光在任何介质中的传播速度v，因而任何介质的折射率n都大于1。
      • 光从真空射入任何介质时，入射角总是大于折射角。
  • 折射率n与介质有关，是一个反映介质的光学性质的物理量。
    • 介质的n越大，光线以相同的入射角从真空斜射入这种介质时偏折的角度越大。
    • 折射率是衡量材料光学性能的重要指标。根据折射定律，可以测量材料的折射率。
  • 几种介质的折射率
• 实验 测量玻璃的折射率
• 实验
  • 实验原理
    • 根据光的折射定律，测量折射率的关键是测量入射角和折射角，为此必须要确定一条光路。
    • 光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光相对应的出射光线，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线，测量入射角和折射角，求出玻璃的折射率。
  • 实验方法
    • 在木板上铺一张白纸，把两面平行的玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a和a¢。
    • 在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB的延长线与a的交点就是入射点O。
    • 眼睛在另一侧通过玻璃砖看两个大头针，使B把A挡住，这样大头针A、B就确定了射入玻璃砖的光线。
    • 在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么，C、D两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。
    • 在白纸上描出光线的径迹，测量相应的角度，计算玻璃的折射率n。
  • 思考讨论
    • 实验中，应该采取哪些措施以减小误差？
    • 思考是否可以设计其他实验方案？
• 例题 如图，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距d/4。求油的折射率和光在油中传播的速度。
• 亿图脑图MindMaster