人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射多媒体教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册1 光的折射多媒体教学ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，光的折射和折射定律，同一平面，折射率，入射角，折射角，光学性质，大于1，测量玻璃的折射率等内容，欢迎下载使用。
1．理解光的折射定律，能解释生活中的折射现象。2．理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系，并能计算相关问题。3．会用插针法测量玻璃的折射率，具备相关的实验能力。
1.折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向_________的现象。
3．光路的特点在光的折射现象中，光路是_________的。
『判一判』(1)入射光线与折射光线在不同介质中。( )(2)入射光线与折射光线关于法线对称。( )(3)光从一种介质进入另一种介质时传播方向就会变化。( )
『选一选』如图所示是一束光从空气射向某介质在界面上发生反射和折射时的光路图，下列判断正确的是( )A．AO为入射光线，OB为反射光线，OC为折射光线B．BO为入射光线，OC为反射光线，OA为折射光线C．BO为入射光线，OA为反射光线，OC为折射光线D．CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线
解析：法线与界面垂直，根据反射角等于入射角，折射光线和入射光线位于法线两侧，可知CO为入射光线，OB为反射光线，OA为折射光线。
1.定义光从_________射入某种介质发生折射时，____________的正弦与____________的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率。2．物理意义是一个与介质有关的常数，反映介质_______________的物理量。
4．特点任何介质的折射率都____________。
『判一判』(4)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。( )(5)介质的密度越大，其折射率一定也越大。( )(6)光从真空斜射入任何介质时，入射角均大于折射角。( )
『想一想』有经验的渔民叉鱼时，不是正对着看到的鱼去叉，而是对着所看到鱼的下方叉，如图所示。你知道这是为什么吗？
解析：从鱼身上反射的光线由水中进入空气时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，就会觉得鱼变浅了，眼睛看到的是鱼的虚像，在鱼的上方，所以叉鱼时要瞄准像的下方，如图所示。
1.实验器材白纸，图钉，____________，直尺，铅笔，____________，平木板，长方形玻璃砖。
2．实验原理如图所示为两面平行的玻璃砖对光路的侧移。用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线________，确定出O′点，画出____________， 量出入射角θ1和折射角θ2，据n＝__________计算出玻璃的折射率。
要点提炼1.光的方向光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化(斜射)。并非一定变化，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变化。2．光的传播速度光从一种介质进入另一种介质时，传播速度一定发生变化，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化。
3．入射角与折射角的大小关系光从一种介质进入另一种介质时，折射角与入射角的大小关系不要一概而论，要视两种介质的折射率大小而定。当光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角，当光从介质斜射入真空时，入射角小于折射角。
(1)应用折射定律和反射定律解题的关键是确定入射角和折射角(或反射角)。画出正确的光路图是解题的必要前提。(2)入射角、折射角、反射角均以法线为标准来确定，注意法线与界面的区别。
思路引导：根据题意，正确作出光路图，明确入射角、反射角、折射角间的关系是解答此题的关键。解析：当池中注水深度h为1.2 m，光路图如图所示
答案：1.4 m　1.2 m
(2024·全国高二随堂练习)日常生活中，我们发现这样一个有趣的现象，当你把筷子插进装有水的玻璃杯中时，会发现筷子好像被折断了一样，但是你从杯子中拿出来筷子又是完好无损的。现将一根粗细均匀的直棒竖直插入装有水的圆柱形玻璃杯中，从水平方向观察，下列四幅图中符合实际的是( )
A B C D
解析：粗细均匀的直棒发生侧移是因为折射现象，水中的粗细均匀的直棒反射的光，从水中射向空气时，发生折射，折射角大于入射角，人从水平方向观察，逆着折射光线看过去，好像粗细均匀的直棒向右侧杯壁靠拢，由于杯子是曲面，与水形成凸透镜，对浸入水中的粗细均匀的直棒有放大作用，故选A。
要点提炼1.关于正弦值当光由真空射入某种介质时，入射角、折射角以及它们的正弦值是可以改变的，但正弦值的比值是一个常数。2．关于常数n入射角的正弦值跟折射角的正弦值之比是一个常数，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。
典例剖析2．为了从室内观察室外情况，某同学设计了一个“猫眼”装置，即在门上开一个小孔，在孔内安装一块与门厚度相同的圆柱形玻璃体，厚度L＝3.46 cm，直径D＝2.00 cm，如图所示。室内的人通过该玻璃体能看到室外的角度范围为120°。求该玻璃的折射率。
实验：测量玻璃的折射率
要点提炼1.实验步骤(1)如图所示，将白纸用图钉钉在绘图板上。
(2)在白纸上画出一条直线aa′作为界面(线)，过aa′上的一点O画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线。(3)把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，画出玻璃砖的另一边bb′。(4)在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像，调整视线方向直到P2的像挡住P1的像。再在观察者一侧竖直插上两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3及P1、P2的像，记下P3、P4的位置。
(5)移去大头针和玻璃砖，过P3、P4所在处作直线O′B与bb′交于O′，直线O′B就代表了沿AO方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向。(6)连接OO′，入射角θ1＝∠AON，折射角θ2＝∠O′ON′。
3．注意事项(1)实验时，尽可能将大头针竖直插在纸上，且P1和P2之间，P2与O点之间，P3与P4之间，P3与O′之间距离要稍大一些。(2)入射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差，但入射角不宜太大，也不宜太小。(3)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。(4)在实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不能改变。(5)玻璃砖应选用宽度较大的，宜在5 cm以上。若宽度太小，则测量误差较大。
4．误差分析实验误差主要有两个：(1)入射光线和出射光线确定的不够精确，因此要求插大头针时两大头针间距应较大。(2)入射角、折射角测量的不精确，为减小测角时的相对误差，入射角要稍大些，但不宜太大，否则光线会从玻璃砖的侧面射出，并且入射角太大时，反射光较强，折射光会相对较弱。
典例剖析3．(2024·江苏省扬州中学高二下学期期中)如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有_________。A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像(2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′。测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n＝ ________。
(3)如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值_________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)。(4)另一位同学准确地画好玻璃砖的界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图3所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值_________准确值(选填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：(1)该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。故该同学接下来要完成的必要步骤有：BD。
(4)如图所示，虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变。
用三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在棱镜的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在图上画出所需的光路。(2)为了测出三棱镜的折射率，需要测量的量是_______________、_______________，并在图上标出它们。(3)计算折射率的公式是n＝______。
解析：(1)大头针P1、P2的连线表示入射光线，P3、P4的连线表示出射光线，分别作出入射光线和出射光线，连接入射点和出射点，画出三棱镜内部光路。(2)需要测量的量为入射角i和折射角r，如图所示。
2．视高如果从折射率为n的媒质中，观察正上方距液面高为h0的物点，则视高为h＝nh0。
(2023·广州高二期末)如图，某次“找靶点”游戏中，在距长方体水缸开口32 cm处的侧壁位置M点贴一张靶点的图片，然后将水缸装满水，游戏者需要站在指定观测点调整观察角度，恰好切着右侧壁P点看到靶点图片，此时将一根细长直杆从观测点经P点插入水中至水缸侧壁O点，测得O点在M点上方14 cm处，已知长方形水缸左右侧壁间距离为24 cm。
(1)试解释水缸装满水后，为什么观察到的“靶点”的位置升高了？(2)若光在空气中传播速度c＝3.0×108 m/s，求光在该水缸中水里的传播速度。解析：(1)水缸装满水后，靶点图片反射的光经过水进入空气，发生了折射，所以观察到的靶点图片的位置升高了。
答案：(1)见解析　(2)2.25×108 m/s
(2024·上海市大同中学高二阶段练习)一潜水员自水下目测站立于船头的观察者距水面高为h1，而观察者目测潜水员距水面深h2，则( )A．潜水员实际深度大于h2，观察者实际高度大于h1B．潜水员实际深度小于h2，观察者实际高度小于h1C．潜水员实际深度大于h2，观察者实际高度小于h1D．潜水员实际深度小于h2，观察者实际高度大于h1
解析：光线从空气射入水中时，入射角大于折射角，如图所示则潜水员看到立于船头的观察者的位置偏高，而船头的观察者看到潜水员偏浅，所以潜水员的实际深度大于h2，观察者实际高度小于h1。故选C。
一、光的折射和折射定律1.(2023·全国高三课时练习)目前一种用于摧毁人造卫星或空间站的激光武器正在研制中，如图所示，某空间站位于地平线上方，现准备用一束激光射向该空间站，则应把激光器( )A．沿视线对着空间站瞄高一些B．沿视线对着空间站瞄低一些C．沿视线对着空间站直接瞄准D．条件不足，无法判断
解析：当激光器瞄准空间站时，由于光的折射，光路图如图所示，即看见的空间站位置S′比实际位置S略高，但武器发射出的激光经过大气层的边缘时也要发生折射，由光路可逆原理知，激光束会发生相同的弯曲，故激光器应沿视线对准空间站直接瞄准。
二、折射率2.(多选)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列结论中正确的是( )A．在水中的传播速度，光束a比光束b大B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率大
3．(多选)有一束单色光从介质A射入介质B，再由介质B射入介质C，如图所示。根据图中所给的情况判断，下列说法正确的是( )A．介质B的折射率最大B．介质C的折射率最大C．光在介质B中的速度最大D．光在介质C中的速度最大
解析：光线由介质A进入介质B时，根据光路图可知，A的折射率大于B的折射率；光由介质B进入介质C时，根据光路图可知，B的折射率小于C的折射率。所以介质B的折射率最小，光在其中传播速度最大。由光路的可逆性可知，光由B进入A时，如果入射角为60°，则折射角为45°，而光由B进入C时，入射角为60°，折射角为30°，由此比较可知，介质C的折射率最大，光在其中传播速度最小。故选BC。
4．(2023·山东省聊城市高三模拟)某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角θ1和折射角θ2，作出sin θ1－sin θ2图像如图乙所示。则( )A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.67
5．(2024·河北省邢台市高二下学期期中)如图所示，直角三角形ABC为棱镜的横截面，∠A＝60°、∠B＝90°，一细束单色光线的方向垂直于AC边，从AB边射入棱镜，入射点与A点的距离为d，之后光线从AC边射出，且方向平行于BC边，已知光在真空中的传播速度为c。求：(1)棱镜对该光的折射率；(2)光线在棱镜中传播的时间。
三、测量玻璃折射率6．如图所示是利用插针法测定玻璃砖的折射率时得到的光路图。玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：