第1節(jié)　光的折射　折射率 (4).ppt

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1、光的折射一、光的折射定律實(shí)驗(yàn)表明：折射角隨著入射角而改變，但是入射角跟折射角之間究竟有什么定量的關(guān)系呢？空氣玻璃OABNN'θ1θ2人類從積累入射角與折射角的數(shù)據(jù)到找出兩者之間的定量關(guān)系，經(jīng)歷了一千多年的時(shí)間。認(rèn)清折射角！公元140年，希臘天文學(xué)家托勒密認(rèn)為，入射角θ1與折射角θ2之間存在簡單的正比關(guān)系。即θ1/θ2=常數(shù)。直到1621年荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳才終于找到了入射角與折射角之間的規(guī)律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。即sinθ1/sinθ2=常數(shù)光由空氣射入玻璃入射角θ1折射角θ2θ1/θ2sinθ

2、1/sinθ21006.701.501.4920013.301.501.4930019.601.531.4940025.201.591.5150030.701.631.5060035.101.711.5170038.601.811.5080040.601.971.51光由空氣射入玻璃時(shí)入射角與折射角的一組數(shù)據(jù)：1.光的折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。2.公式：sinθ1sinθ2=nn為比例常數(shù)玻璃OABNN'θ1θ2空

3、氣玻璃OABNN'ir空氣N玻璃OABN'空氣ir3.在折射現(xiàn)象中光路可逆。sinisinr=nsinrsini=n'1n=入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，上兩種情況中比例常數(shù)互為倒數(shù)。4.特例：當(dāng)入射角為0時(shí)，折射角也為0（即光線垂直入射時(shí)，不改變方向）與折射定律并不矛盾。玻璃AB空氣NON'sin0sin0=n二、折射率對不同的介質(zhì)，常數(shù)n是不同的，例如：光從空氣射入水中，n=1.33；光從空氣射入玻璃，n=1.50?？梢妌是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量。定義：物理學(xué)中把光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射

4、時(shí)，入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦之比n，叫做這種介質(zhì)的折射率。2.某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比n=cv研究表明：光發(fā)生折射的原因，是光在不同的介質(zhì)中傳播速度不同sinisinr=n光在真空中的速度c大于光在任何介質(zhì)中的速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1，光從真空射入任何介質(zhì)時(shí)，入射角都大于折射角。而光從任何介質(zhì)射入真空，入射角都小于折射角。玻璃OABNN'ir真空N玻璃OABN'真空irsinisinr=nsinrsini=n'1n=n玻璃對真空的折

5、射率（即折射率）、n'真空對玻璃的折射率。參見P71.金剛石2.42巖鹽1.55二硫化碳1.63酒精1.38玻璃1.5~1.9水1.33水晶1.55空氣1.00028注意：1.空氣的折射率是1.00028，通常情況下認(rèn)為光從空氣射入某種介質(zhì)時(shí)入射角正弦與折射角正弦之比就是那種介質(zhì)的折射率。幾種介質(zhì)的折射率2.密度大的介質(zhì)，其折射率不一定大，因?yàn)槊芏群驼凵渎史从车奈锢硇再|(zhì)是不同的。折射率的理解對于折射率應(yīng)從下面幾個(gè)層次來理解————1、在光的折射現(xiàn)象中，折射角隨著入射角的變化而變化，而兩角的正弦值之比是個(gè)常數(shù)

6、．2、對于不同的介質(zhì)，此常數(shù)的值是不同的．n是一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量3、介質(zhì)的折射率是由介質(zhì)本身性質(zhì)決定的．它取決于光在介質(zhì)中傳播的速度．4、介質(zhì)的折射率反映了介質(zhì)對光的偏折程度。折射率越大，介質(zhì)使光偏離原來傳播方向的程度就越大。應(yīng)用1：人在水上看到物體的像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺水比較淺。從上向下看,例題1、如圖所示，一儲(chǔ)油桶，底面直徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)無油時(shí)，從某點(diǎn)A恰能看到桶底邊緣上的某點(diǎn)B。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高一半時(shí)，由點(diǎn)A沿AB方向看去，看到桶底上的點(diǎn)C，兩點(diǎn)C、B相距d/4。求油的折射

7、率和光在油中傳播的速度。ACBACBGEFDO求出入射角和折射角的正弦！FDOACBACBGE解：折射角AOF=ABG=450OD=2CD可知入射角COD的正弦sinCOD=CD1CD2+OD2=5油的折射率n=sinCODsinAOF=51/21/=102光在油中的傳播速度v=cn=1.9×108m/s應(yīng)用光的色散1.復(fù)色光在介質(zhì)中由于折射率不同而分解成單色光的現(xiàn)象，叫做光的色散。2.光的色散現(xiàn)象說明：*白光實(shí)際上是由各種單色光組成的復(fù)色光。*介質(zhì)材料對不同色光的折射率不同。色光紫靛藍(lán)綠黃橙紅折射率1.5

8、321.5281.5191.5171.5141.513*各種色光在同一種介質(zhì)中傳播的速度不同。紅光在介質(zhì)中的速度比其他色光大，紫光在介質(zhì)中的速度最小，在粗略的討論中可以忽略色散效應(yīng)。請思考：用屏接收和用眼直接對著出射光看，看到的光譜有沒有區(qū)別？紅光在上面，紫光在下面。紅光在下面，紫光在上面?？吹降氖翘撓褡匀唤缰械纳F(xiàn)象------虹、霓假設(shè)地球表面不存在大氣層,那么人們觀察到的日出時(shí)刻與存在大氣層的情況相比,A