2024年新教材高中物理第四章光第1节光的折射学案新人教版选择性必修第一册.docx
PAGE
PAGE11
第1节光的折射
课标解读
课标要求
素养要求
1.通过试验，理解光的折射定律。
2.会测量材料的折射率。
1.物理观念：理解折射率的物理意义。
2.科学思维：理解光的折射定律，并能用来说明和计算有关的问题。
3.科学探究：驾驭测定玻璃折射率的试验，会解决与试验相关的问题。
自主学习·必备学问
教材研习
教材原句
要点一折射定律
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①，即sinθ
要点二折射率
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，叫作这种介质的肯定折射率，简称折射率②，用符号n表示。真空的折射率为1，空气的折射率近似为1。
自主思索
①（1）发生折射现象时，入射角与折射角成正比，对吗？
（2）光从一种介质进入另一种介质时，传播方向肯定发生变更吗？
答案：（1）提示不对。依据折射定律，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
（2）光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变更，但并非肯定要变更；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变更。
②（1）介质的折射率可能小于1吗？
（2）介质的折射率随着入射角的增大而增大吗？
（3）入射角是不是肯定大于折射角？
答案：（1）提示不行能。光在任何介质中折射率都大于1。
（2）介质的折射率是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只由介质本身及光的性质共同确定，不随入射角、折射角的变更而变更。
（3）不肯定。光从真空斜射入介质时，入射角大于折射角；光从某介质斜射入真空时，折射角大于入射角；当光垂直界面入射时，折射角等于入射角。
名师点睛
1.在光的折射现象中，光路是可逆的。
2.折射率n是一个与介质有关的常数，是反映介质光学性质的物理量。
3.n=cv，某种介质的折射率，等于光在真空中传播的速度c与光在这种介质中的传播速度
4.任何介质的折射率都大于1。
互动探究·关键实力
探究点一折射定律
情境探究
1.有阅历的渔民叉鱼时，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？
答案：提示从鱼身上反射的光线由水进入空气中时，在水面上发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼会逆着折射光线的方向看去，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。
探究归纳
1.光的传播方向
光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变更（斜射），并非肯定变更，当光垂直界面入射时，传播方向就不发生变更。
2.光的传播速度
光从一种介质进入另一种介质时，传播速度肯定发生变更，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，光传播的速度发生变更。
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。
探究应用
例如图所示，一小孩站在宽6m的河边，在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树，树的正下方河底有一块石头，小孩向河面看去，可同时看到树顶和石头两者的像，并发觉两个像重合，若小孩的眼睛离河面高为1.5m，河水的折射率为43
答案：16
解析：树顶反射和石头折射成像的光路图如图所示
由图得n=
由几何关系得1.5
解得tan
sin
P点至树岸边的距离为3
sin
解得h=
思路点拔
解决光的折射问题的思路
（1）依据题意画出正确的光路图。
（2）利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要留意入射角、折射角均是与法线的夹角。
（3）利用折射定律列式求解。
迁移应用
1.一束光线从空气射向折射率为2的玻璃内，入射角为45°
A.B.
C.D.
答案：C
解析：光在两介质的界面上通常同时发生反射和折射，所以A错误；由反射定律得反射角为45°，依据折射定律n=sinθ1sinθ2得折射角为30
2.（多选）如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2。已知光从空气射向玻璃时入射角的正弦与折射角的正弦的比值为3，入射角为45°（相应的折射角为24°）。现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过
A.光束1转过15
B.光束1转过30
C.光束2转过的角度小于15
D.光束2转过的角度大于15
答案：B;C
解析：转动前入射光与反射光的夹角θ1=90°，转动后入射光与反射光夹角θ2=120°，则光束1转过θ2-θ1=
探究点二折射率
情境探究
1.如图所示，落山的太阳看上去正好在地平线上，但事实上太阳已处于