导图社区 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。
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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。
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。
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。
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