第四章光及其應(yīng)用選擇性必修第一冊(cè)光的折射定律第1節(jié)核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)知道光的反射和折射。(2)掌握折射定律、折射率?？茖W(xué)思維(1)能夠畫出反射和折射光路圖。(2)能分析和計(jì)算光的反射和折射問題。[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容1落實(shí)必備知識(shí)[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容2強(qiáng)化關(guān)鍵能力0102CONTENTS目錄[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容3·4浸潤學(xué)科素養(yǎng)和核心價(jià)值課時(shí)跟蹤檢測(cè)0304[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容1落實(shí)必備知識(shí)一、光的折射定律1.光的反射：當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的______時(shí)，一部分光仍回到原來的介質(zhì)里繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。2.光的折射：光射到兩種介質(zhì)的______時(shí)，一部分光會(huì)進(jìn)入第二種介質(zhì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。界面界面3.光的折射定律：入射光線、折射光線和法線在___________內(nèi)，入射光線與折射光線分居法線的_____；入射角的正弦值與折射角的正弦值之比為一常數(shù)，即_______。同一平面兩側(cè)

[微點(diǎn)撥]

在兩種介質(zhì)的分界面上可能同時(shí)發(fā)生光的反射現(xiàn)象和光的折射現(xiàn)象。

真空

3.意義：反映介質(zhì)的光學(xué)性能的物理量。4.特點(diǎn)：任何介質(zhì)的折射率都______1。5.兩種介質(zhì)比較：折射率較大的介質(zhì)稱為__________，折射率較小的介質(zhì)稱為__________。大于光密介質(zhì)光疏介質(zhì)[微點(diǎn)撥](1)折射率的大小由介質(zhì)本身決定，同時(shí)光的頻率越高，折射率越大，而與入射角、折射角的大小無關(guān)。(2)不同顏色的光在同一種介質(zhì)中的傳播速度不同，折射率也不同。1.將一根筷子斜插入裝有水的茶缸中，可以看到水中的筷子向上彎了。如何解釋觀察到的現(xiàn)象?提示：發(fā)生了光的折射現(xiàn)象。2.幾種介質(zhì)的折射率(λ=589.3nm

t=20℃)介質(zhì)折射率

介質(zhì)折射率金剛石2.42氯化鈉1.54二硫化碳1.63酒精1.36玻璃1.5~1.8水1.33水晶1.55空氣1.00028試根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷下列說法的正誤：(1)介質(zhì)的折射率都大于1。 ()(2)折射率大的介質(zhì)密度一定大。 ()(3)玻璃的折射率一定大于水晶的折射率。 ()(4)光在水中的傳播速度大于光在酒精中的傳播速度。 ()√××√[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容2強(qiáng)化關(guān)鍵能力

有經(jīng)驗(yàn)的漁民叉魚時(shí)，不是正對(duì)著看到的魚去叉，而是對(duì)著所看到魚的下方叉，如圖所示。你知道這是為什么嗎?新知學(xué)習(xí)(一)|光的折射任務(wù)驅(qū)動(dòng)提示：人看到的魚是由于折射而成的像，其位置在魚的實(shí)際位置上方，如圖所示。1.光的方向光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般要發(fā)生變化(斜射)，并非一定變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，傳播方向就不發(fā)生變化。2.光的傳播速度光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定發(fā)生變化，當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向雖然不變，但也屬于折射，光傳播的速度也發(fā)生變化。重點(diǎn)釋解3.入射角與折射角的大小關(guān)系當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角。

典例體驗(yàn)[答案]

7m

(2)船向左行駛一段距離后停止，調(diào)整由P點(diǎn)發(fā)出的激光束方向，當(dāng)其與豎直方向夾角為45°時(shí)，從水面射出后仍照射在桅桿頂端，求船行駛的距離。[答案]

5.5m[解析]

設(shè)激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時(shí)，從水面出射的方向與豎直方向夾角為i'，由折射定律有sin

i'=nsin

45° ⑥

/方法技巧/解決光的折射問題的基本思路(1)根據(jù)題意正確畫出光路圖。(2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，注意入射角、反射角、折射角的確定。(3)利用反射定律、折射定律求解有關(guān)問題。(4)注意光路可逆性的利用。1.如圖所示，用激光筆照射半圓形玻璃磚圓心O點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)有a、b、c、d四條細(xì)光束，其中d是光經(jīng)折射和反射形成的。當(dāng)入射光束a繞O點(diǎn)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過小角度Δθ時(shí)，b、c、d也會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，則

(

)A.光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθB.光束c逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度小于ΔθC.光束d順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度大于ΔθD.光束b、c之間的夾角減小了2Δθ針對(duì)訓(xùn)練√

2.如圖所示為地球及其大氣層，高空A處的偵察衛(wèi)星接收到地球表面P處發(fā)出的光信號(hào)，則A感知到的發(fā)光物應(yīng)在

(

)A.圖中P點(diǎn)B.圖中P點(diǎn)靠近M的一側(cè)C.圖中P點(diǎn)靠近N的一側(cè)D.以上位置都有可能√解析：由于大氣層的存在，偵察衛(wèi)星在A處接收到的P處發(fā)出的光信號(hào)的光路大致如圖中實(shí)線所示，由圖可知選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。3.如圖所示，一束激光照射在橫截面為正方形的透明玻璃柱上，光線與橫截面平行，則透過玻璃柱的光線可能是圖中的

(

)A.①B.②

C.③ D.④√

如下表所示，是在探究光由真空射入某種透明介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)的規(guī)律的時(shí)候得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)诒砀窕A(chǔ)上思考以下問題：新知學(xué)習(xí)(二)|對(duì)折射率的理解任務(wù)驅(qū)動(dòng)入射角i(°)折射角r(°)i/rsini/sinr106.71.491.492013.31.501.493019.61.531.49入射角i(°)折射角r(°)i/rsini/sinr4025.21.591.515030.71.631.506035.11.711.517038.61.811.518040.61.971.51(1)隨著入射角的增大，折射角怎樣變化?提示：隨著入射角的增大，折射角也增大。(2)當(dāng)入射角與折射角發(fā)生變化時(shí)，有沒有保持不變的量(誤差允許范圍內(nèi))?提示：由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)入射角與折射角發(fā)生變化時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦的比值保持不變。

重點(diǎn)釋解

[典例]如圖所示，兩條距離為D的平行光線，以入射角θ從空氣射入平靜水面，反射光線與折射光線垂直，求：(1)水的折射率n；典例體驗(yàn)[答案]

tanθ

(2)兩條折射光線之間的距離d。

[答案]

Dtanθ

1.(2023·江蘇高考)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中能描述該現(xiàn)象的是

(

)針對(duì)訓(xùn)練√

√

3.一個(gè)圓柱形桶，直徑為12cm，高為16cm。人眼在桶右側(cè)上方某處觀察，看到桶左側(cè)的深度為9cm。當(dāng)桶中裝滿某種液體時(shí)，則恰能看到桶左側(cè)的最低點(diǎn)。求：(1)此液體的折射率；

(2)光在此液體中的傳播速度。答案：2.25×108m/s

[四層]學(xué)習(xí)內(nèi)容3·4浸潤學(xué)科素養(yǎng)和核心價(jià)值1.(選自粵教版教材課后練習(xí))兩名同學(xué)共同做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，A同學(xué)把一枚硬幣放在一個(gè)沒有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向遠(yuǎn)處推移，直到眼睛剛好看不到硬幣為止，保持頭部視線不動(dòng)，這時(shí)，B同學(xué)在旁邊緩慢地向碗中倒水，接著A同學(xué)又重新看到碗底的硬幣了。如何解釋這種有趣的現(xiàn)象??科學(xué)探究——碗中的硬幣一、好素材分享——看其他教材如何落實(shí)核心素養(yǎng)提示：如圖所示，碗中無水時(shí)，光沿直線傳播，如光線a進(jìn)入人的眼睛，人看到了硬幣，把碗向遠(yuǎn)處推移時(shí)，人眼看不到硬幣，當(dāng)碗中加水后，光發(fā)生折射，如光線b進(jìn)入人眼，第二次的位置比碗中無水時(shí)更遠(yuǎn)一些。2.(選自魯科版教材例題)如圖所示，透過玻璃磚看字母，字母會(huì)顯得高一些。假設(shè)玻璃磚的厚度為H，玻璃的折射率n=1.5。如果垂直于玻璃磚向下看，字母的視深是多少??科學(xué)思維——“視深”問題[分析]在圖中，用點(diǎn)O表示字母上的某一點(diǎn)，OA和OB是從點(diǎn)O射向玻璃磚上表面的光，光經(jīng)折射后進(jìn)入人眼，人感覺它們是從玻璃中的點(diǎn)D射出的，D即為眼睛看到的點(diǎn)O的像，AD就是字母的視深h，實(shí)際深度為H。

3.(選自魯科版教材“物理聊吧”)早晨，當(dāng)我們看到太陽剛剛升出地平線時(shí)，實(shí)際上太陽還在地平線以下。請(qǐng)解釋這一現(xiàn)象。?科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——太陽升出地平線分析提示：空氣的折射率大于1，離地面越近，大氣層的密度越大，折射率越大，故太陽光進(jìn)入地球大氣層后光線逐漸向下偏折，所以當(dāng)我們看到太陽剛剛升出地平線時(shí)，實(shí)際的太陽還在地平線以下。

二、新題目精選——品立意深處所蘊(yùn)含的核心價(jià)值√

√√

課時(shí)跟蹤檢測(cè)1234567891011121.下列說法正確的是

(

)A.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生偏折B.光從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角C.光從空氣進(jìn)入其他介質(zhì)時(shí)，速度要減小D.折射是指光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象√678910111212345

1567891011122342.一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃內(nèi)，入射角為45°，則如圖所示的四個(gè)光路圖中正確的是

(

)√

1567891011122343.(多選)如圖所示，虛線表示兩種介質(zhì)的界面及其法線，實(shí)線表示一條光線射向界面后發(fā)生反射和折射的光線，以下說法正確的是

(

)A.bO是入射光線 B.aO是入射光線C.cO是入射光線 D.Ob是反射光線√解析：由于入射角等于反射角，入射光線、反射光線關(guān)于法線對(duì)稱，所以aO、Ob應(yīng)是入射光線或反射光線，PQ是法線。又因?yàn)榉瓷涔饩€、折射光線都不與入射光線位于法線同側(cè)，所以aO是入射光線，Ob是反射光線，Oc是折射光線。故B、D正確，A、C錯(cuò)誤?！?567891011122344.如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)

(

)A.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大B.折射角越大，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越小C.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越大D.折射角越小，表示這種介質(zhì)對(duì)光的偏折作用越小√156789101112234

156789101112234

√

1567891011122346.(2024·貴州高考)一種測(cè)量液體折射率的V形容器，由兩塊材質(zhì)相同的直角棱鏡粘合，并封閉其前后兩端制作而成。容器中盛有某種液體，一激光束從左邊棱鏡水平射入，通過液體后從右邊棱鏡射出，其光路如圖所示。設(shè)棱鏡和液體的折射率分別為n0、n，光在棱鏡和液體中的傳播速度分別為v0、v，則

(

)A.n<n0，v>v0 B.n<n0，v<v0C.n>n0，v>v0 D.n>n0，v<v0√156789101112234

1567891011122347.如圖所示，兩束光在空氣中傳播時(shí)的交點(diǎn)為P，在P點(diǎn)前放入一塊長方體的玻璃磚，則交點(diǎn)的位置將

(

)A.不變B.向左移動(dòng)C.向右移動(dòng)D.可能向左，也可能向右移動(dòng)，由光的顏色決定√156789101112234解析：根據(jù)光的折射規(guī)律可知，入射光透過長方體玻璃磚后與原來的傳播方向平行，上、下兩條光線在透過玻璃磚后，分別向上、下兩側(cè)平移了一小段距離，所以交點(diǎn)向右移動(dòng)一段距離，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。15678