登陆注册
17684700000015

第15章 光的反射和折射(2)

分析解答:

根据光的反射定律作好光路图,注意利用几何关系分析求解:由图可知:a=∠OBC+∠OCB∠OCB=2(90°-∠1)∠OBC=2(90°-∠2)∠1+∠2=180°-θ∴a=2θ当两平面镜正对时θ=0°,所以a=2θ=0°,两平面镜垂直时θ=90°,a=2θ=180°,平行反射回去。

典型例题2:关于平面镜成像

如图所示,MN为一平面镜,P为一不透光的障碍物,S为一发光点。试用作图法画出在P的右侧能看到S虚像的位置,要求画出所有必要光线的光路图,并在直线CD上用AB线段标出范围。

分析与解答:

从点光源S发出的光入射到平面镜上反射后能传到P的右侧的只能是一部分光。由点光源和障碍物直接画光线SE,可确定出最右侧的反射光。入射到镜面E点左侧的光反射后仍可传到P的右侧,但不是无限制。确定这个限制需要作出点光源经平面镜成的像S,根据对称性很容易确定S的位置。连接S与障碍物的右端可确定反射光到达的最左侧位置。从而确定了AB线段。如图所示。

说明:以上所画出的SE光线和SA光线来确定反射光的传播范围的方法是解决平面镜问题中常用且重要的方法。

光的折射

【教学目标】

知识目标

1理解折射定律的确切含义,并能用来解释光现象和计算有关的问题。

2理解折射率(指绝对折射率)的定义,以及折射率是反映介质光学性质的物理量。

3知道折射率与光速的关系,并能用来进行计算。

能力目标

1知道折射光线是可逆的,并能解释光现象和计算有关的问题。

2能解释自然界中出现的光的折射现象,如:海市蜃楼、水中观象等。

情感目标

通过生活中大量的折射现象的分析,激发学生学习物理知识的热情,并正确认识生活中的自然现象。

【实验建议】

1光的折射现象的演示,可用激光光学演示仪,它的优点是可以不在暗室中进行实验。本实验利用半圆形玻璃砖的平面和光盘上“90°”刻度线重合,圆心和光盘圆心重合,使入射光射向圆心让入射光从空气射入玻璃,折射光从柱面射出,因沿半径方向而不再折射。这样改变入射角,可以从光盘读出几组不同的i、r值,计算正弦比值,加深对折射定律的理解。

2在讲光的全反射现象时,可以增加一个演示实验,以使学生对全反射现象留下深刻的印象。“用一个直径2cm以上的表面粗糙的金属球悬挂起来,表面用蜡烛燃烧冒出烟将其熏黑。使其浸入水中从侧面观察是一个亮亮的银球。提出水后是一个黑球。”学生看后很惊奇,然后引导学生用全反射产生的条件分析现象产生的原因,效果较好。

3测玻璃的折射率的学生实验,作图时要求精确,本实验要让学生知道:(1)处理数据的方法不仅可以直接测量入射角i和折射角r,还可以通过在入射光线和折射光线上量取等长线段,然后向法线做垂线的方法,如图用刻度尺测量出AD和BP的长度,n=sinisinr=AD/AOBP/PO=ADBP这种方法中,AO=PO且注意AO和PO尽量取得长一些,例如要大于10cm,一般可得到三位有效数字,取不同的入射角得到的n值很接近。

(2)本实验也可以不用平行板玻璃砖、实验的关键在于用插针法确定射出玻璃砖的出射光线,然后通过连接入射点和出射点找到折射光线。

【教学设计示例】

(一)引入新课

当光从一种介质进入另一种介质时,将发生反射和折射现象,光的折射现象,我们在初中也已经初步了解,上一节我们学习了光的反射,现在我们讨论光的折射。

(二)教学过程

光传播到两种介质交界面时,同时发生反射和折射现象。

1折射定律:

(1)折射光线、入射光线、法线在同一平面内。

(2)折射光线,入射光线在法线两侧。

(3)n=sinisinr。n为折射率。它是反映介质的光学性质的物理量。对于同一介质无论i、r如何变化,sini/sinr是不变的。对于不同介质sini/sinr的值是不同的。介质的折射率n与光的其中传播速度有关,n=cv。由此可知光在不同介质中传播光速大小是不同的。必须指出光线入射的介质为真空;另一种介质可是任意的,如此定义的折射率为介质对真空的折射率又叫绝对折射率。如果光线在任意两种介质中传播,折射率大的介质对折射率小的介质叫光密介质,反之叫光疏介质。它们是相对的。

理解和掌握折射率的物理意义是掌握折射定律的关键。

一束光射到两种介质的界面时,其能量分配成反射和折射两部分,随着入射角的不同,其能量分配的比例也不同、在一般情况下,一束光在两个介质的界面上会同时产生反射和折射,其中反射光线遵循反射定律,折射光线遵循的规律与折射率有关。

对于折射率应从下面几个层次来理解:

A.在光的折射现象中,折射角随着入射角的变化而变化,而两角的正弦值之比是个常数。

B.对于不同的介质,此常数的值是不同的。如光从真空进入水中,这个常数为4/3,光从真空进入玻璃中,该常数为3/2。显然,这个常数能反映介质的光学性质,我们把它定义为介质的绝对折射率,简称为折射率,用字母n表示。

C.介质的折射率是由介质本身性质决定的。它取决于光在介质中传播的速度。

D.由于不同频率的色光在同一种介质中传播速度不同,红光的传播速度最大,折射率最小,紫光的传播速度最小,折射率最大。

只有掌握了折射率的内涵,才能理解光的折射现象,不仅能掌握折射定律,而且为研究全反射现象打下良好的基础。

【习题精选】

1人看到沉在水杯底的硬币,其实看到的是:A.硬币的实像,其位置比硬币实际所在位置浅B.硬币的实体,其位置即硬币的实际位置C.硬币的虚像,但位置比硬币的实际位置浅D.硬币的虚像,其位置比硬币的实际位置深2如图所示,在两束光的交点P前,放一块长方形的玻璃砖则交点位置:A.不变B.向左C.向右

D.可能向左、也可能向右,由光的颜色决定的3光线以某一入射角从空气进入折射率为的玻璃中,折射光线与反射光线恰好垂直,则入射角等于。

A.30°B.45°C.60°D.80°4光从某种介质射入空气中,入射角i从零开始逐渐增大时,折射角r也随之增大,下述说法正确的是A.比值i/r不变B.比值sini/sinr不变C.比值sini/sinr是一个大于1的常数D.比值sini/sinr是一个小于1的常数5观察者看见太阳刚从地平线升起时,关于太阳位置的叙述正确的是A.太阳位于地平线之上

B.太阳位于地平线之下

C.太阳位于地平线

D.大气密度不知,无法判断

6水对空气的折射率为4/3,在水面下放一个可以在竖直方向上下移动的点光源,则在水平上可看到一个面积变化的圆形光斑,若看到光斑的面积正在扩大,那么A.光源正在下沉B.光源正在上浮C.光源不动D.条件不足无法确定7水的折射率等于玻璃的折射率,光在水中的传播速度与在玻璃中的传播速度之比等于。

8玻璃的折射率是1.50,水晶的折射率是1.55,让一块厚度为1cm的玻璃片与一块水晶片叠放在一起,若光线垂直射入时,通过它们所用时间相等,则水晶片厚度是cm.

9一个大游泳池,池底是水平面,池水深1.2m,有一直杆竖直立于地底,浸入水中部分杆是全长的一半,当太阳光以与水平面成37°角射在水面上时,测得杆在池底的影长为2.5m,求水的折射率。

【参考答案】

1C2C3C4BD5B6A79:880.9794/3

【典型例题】

关于折射率的求解

一束平行光以45°入射角射向玻璃,在玻璃中的折射角为30°。求:(1)玻璃的折射率;(2)光在玻璃中的传播速度。

分析解答:

(1)折射率n=sinisinr=sin45°sin30°=2

(2)根据公式n=cv

则光在玻璃中的传播速度v=cn=3.00×1082m/s≈2.13×108m/s全反射【教学目标】

知识目标

1知道什么是光疏介质和光密介质,理解光的全反射现象,掌握发生全反射的条件。

2理解临界角的物理意义,会根据公式确定光从介质射入真空(空气)时的临界角。

能力目标

能判断是否发生全反射,并能解决有关的问题。

能运用全反射的知识分析和解释一些简单的现象了解光的全反射在光导纤维上的应用。

情感目标

1通过这部分知识的学习,使学生对自然界中许多美好的现象进行充分的认识,学会用科学知识来解释自然现象。

2了解我国光纤技术的进展以及光导纤维在现代科技中的应用,培养爱国主义热情和科学态度。

【教学设计示例】

(一)引入新课

通过光的折射实验演示折射角和入射角的大小关系,然后由光的可逆性推断可能发生的现象,并用实验证实全反射现象。

(二)教学过程

1做好演示实验:光的折射和光的全反射实验。

2带领学生分析发生全反射的条件。

光由光疏介质进入光密介质时,折射角小于入射角,不会发生全反射,而光由光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角,随着入射角的增大,折射角先达到90°,就发生了全反射现象。

强调:

全反射:光照射到两种介质的界面上,光线全部反射回原介质的现象叫全反射。

同类推荐
  • 新课程师资培训教程-高中历史优秀课例

    新课程师资培训教程-高中历史优秀课例

    为新课程实施和提高教师专业化水平而精心编写,选取了大量教案,内容上充分体现了知识性和趣味性。接受课改新理念,感受课改新思维,使用课改新教材,至始至终课改给人一种焕然一新的感觉。它是一次革命,一场对话,一座平台,一把迈向成功教育的钥匙。
  • 中级财务会计学

    中级财务会计学

    本书是基础会计学的接续教材,以我国新颁布的企业会计准则为依据,理论联系实际,全面阐述了资产、负债、所有者权益、收入、费用和利润六大会计报表要素及特殊的交易或事项的确认、计量、记录与披露。针对教学内容的需要,每一章都附有学习目标、练习题、思考讨论、案例分析和专题研究,能够为读者提供检验学习效果及进一步思考相关问题的舞台。此外,在每一章的正文论述中,根据所述内容,穿插了一定数量的“想一想”环节,目的是引发读者对所述内容进行更深一步的思考,起到画龙点睛的作用。
  • 智慧教育活动用书-阳光味道

    智慧教育活动用书-阳光味道

    “智慧教育活动用书”丛书公共30册,是一套汉语与英语的双语丛书。丛书内容包括星宇迷尘、科普长廊、网络生活、网络前沿、电脑学堂、心灵密码、健康饮食、生命律动、体坛经纬、影视千秋等30个方面。智慧教育即教育信息化,本套丛书把比较前沿的信息教育化,在学习科技知识的同时也加强了英语的阅读能力。
  • 中学文科课程资源-人和政通

    中学文科课程资源-人和政通

    诗词是阐述心灵的文学艺术,而诗人、词人则需要掌握成熟的艺术技巧,并按照严格韵律要求,用凝练的语言、绵密的章法、充沛的情感以及丰富的意象来高度集中地表现社会生活和人类精神世界。中国诗起源于先秦,鼎盛于唐代。中国词起源于隋唐,流行于宋代。
  • 中级导游文化实务

    中级导游文化实务

    本书立足于导游人员的从业实际和需要,在初级导游文化的基础上。按导游工作任务过程和“教、学、做”合一及理论与实际相结合的原则,对中级导游应当掌握的历史文化与人文知识,进行了全面、系统又深入浅出的讲解。共分为9章:思想文化、制度文化、宗教文化、建筑文化、饮食文化、书画戏剧文化、武术中医文化、山水文化、陶瓷宝石文化。选取的内容侧重于知识性与趣味性、专业性与应用性,旨在通过本书的学习和训练,使学生具备中级导游的文化素养与职业能力,为取得中级导游职业资格证书奠定坚实的基础。
热门推荐
  • 一号会议室

    一号会议室

    《一号会议室》是一部反腐、侦破、打黑力作。小说从省委一号会议室作出重大决策开始,公安、纪检出生入死、并肩作战,在短短十天中,一个称霸一方、卖官鬻爵、行贿受贿、持枪杀人、……无恶不作的黑社会集团彻底被摧毁。
  • 若爱请待花开

    若爱请待花开

    一场邂逅、一场青春、一场悲伤的过往……时光匆匆,日月如梭。那个泰然自若的女子,孤身一人,愤然转身,重塑传奇,那些荒凉的往事,伤痛的记忆,是否真的淡忘?一次意外,一次重生,一次久别重逢的回眸……总以为红尘过往与他有着遥远的距离,就像他和她之间,永远隔着一道穿不透的屏障,却不曾想,那散漫在无迹的思念,已经随风贯穿了他整个生命。这一次,上前一步,狠狠抓住,绝不放手!
  • 悬搁菖蒲

    悬搁菖蒲

    “瑞雪,跟我走!”红纱翩飞,冬雪萧萧,云池馆中惊艳邂逅,酿出的是一场国仇家恨,生离死别;“班妤静,我杀了你!”白衣灵动,春意盎然,锦簇花园倾心交谈,换来的只是一次分崩离析,乱世之始。
  • 强妃难驭

    强妃难驭

    她,一个平凡普通的小刑警,穿越到号称“东陆最强”的女将身上。曾经深爱的男人另娶他人,她参加了他的盛大婚礼。无意间拾取新爱,却嫁与不爱之人为妃。一朝穿越,让她走上了女强的不归之路,前世与今生交错,如未醒之梦。烽烟战火中,她披甲上阵,挥剑厮杀,继写“她”的传奇。--情节虚构,请勿模仿
  • 小贝卡系列之:草莓公主

    小贝卡系列之:草莓公主

    小贝卡在水果基地参观的时候,草莓公主多多叫贝卡带她到人类世界玩一趟,草莓公主多多来到贝卡的生活中,将台灯发出的光认为是妖怪的妖术,将颜料当成是番茄酱、茄子汁......后来,多多的妈妈风湿病犯了,需要到梦幻中的米菲亚森林寻找一种叫偏颇枫的树叶,贝卡进入梦幻,帮助多多历尽坎坷,寻找到这种树叶!学校里,坏女生周莉经常欺负贝卡,多多为贝卡打抱不平,之后,苦瓜妖将周莉邀请到黑暗城堡里,收周莉为徒弟,赐予周莉一身法术,草莓公主也将贝卡带入草莓王国进行法术的训练,一场善良与邪恶的战斗便开始上演。
  • 《狐殿恶魔》

    《狐殿恶魔》

    这是一个虚幻的世界、有个恶魔。。。她统治者整个魔法大陆。。。却因为一个人的出现改变了她整个世界、
  • 书香浪漫的文艺之都

    书香浪漫的文艺之都

    本书介绍了石雕之乡惠安、戏剧之都潜江等中国人文气息浓郁之地,以及著名的音乐圣地维也纳、世界先锋艺术的中心柏林、澳大利亚文学的摇篮墨尔本、文艺复兴的重镇佛罗伦萨等世界文艺都会共42座城市。
  • 魔君溺宠妻:狂倾天下

    魔君溺宠妻:狂倾天下

    神之遗脉,天界玄女,因意外元神入世,睁开眼睛,却是千年后的后世之时。当年至交好友,青梅竹马,一一再世为人,当年的仙,魔两界随着时间淫灭在历史的岁月中。玄女回归,天下再分,故人一个一个纷纷再现,昔日为自己,不惜将闹得六界全乱,神识飞灰的魔君再见,两人携手并肩,共同狂倾天下。当初的事情一一浮出水面,露出真相,最后的最后,又会是什么结果?望天涯,今夕何夕?回首往昔,故人何以为在?思故里,似水流年。时光荏苒,万里河山又以何为重分天下?
  • 太平天下同

    太平天下同

    《太平天下同》元末,烽烟四起,战乱不断,饿殍千里,伏尸百万,百姓在水深火热中挣扎,十不存一。以冷无霜为首的一群人为苍生计、天下计;还我华夏儿女朗朗乾坤,盛世太平!以心中之理想,用身躯为执念,拯救万里河山,复兴中华民族,需达太平天下同,必与群雄帝王争!
  • 至道狂龙

    至道狂龙

    是神就应凌驾九霄,是魔就应称霸天下………………