光的折射定律折射率的教案示例

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光的折射

一、教学目标

1.在物理知识方面的要求.

（1)了解介质的折射率与光速的关系； (２)掌握光的折射定律；

（3)掌握介质的折射率的概念.

２.通过观察演示实验，使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象(反射和折射)，观察反射光线、折射光线随入射角的变化而变化，培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习，培养学生分析、推理能力。

3。渗透物理研究和学习的科学态度的教育。实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决,人的直接观察与用仪器探测是有差别的，我们应用科学的态度看待用仪器探测的结果.

4。会用折射定律解释简单的现象. 二、重点、难点分析 1.重点是光的折射定律、折射率。折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定.

2．难点是光的折射定律和折射率的应用.通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解,学会解决问题的方法．

三、教具

１．光的折射演示器.附件：接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃。

２.直尺,计算器。 四、主要教学过程 （一）引入新课

我们在初中已学过光的折射规律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；当光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角小于入射角;当光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角．初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象,而我们今天要定量地进行研究．

（二）教学过程设计

演示：将光的激光演示仪接通电源，暂不打开开关，将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中，将半圆柱透明玻璃放入对应的位置.打开开关,将激光管点燃，让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上，让光线垂直于平面过圆心入射（沿法线入射),观察折射情况：a。角度,b。明暗程度与入射光线进行对比。然后改变入射角进行记录，再次观察能量改变的情况.最后进行概括、归纳、小结。

１．在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配。（某种玻璃与空气的界面上）

我们可以得出结论:随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加,而折射光线的能量比例逐渐减小.


2.经历了近 150０年才得到完善的定律．

(１)历史发展：公元２世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到： A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内； Ｂ．折射光线和入射光线分居在法线的两侧； Ｃ。折射角正比于入射角．

德国物理学家开普勒也做了研究． (２）折射定律：最终在1６21年,由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系。

将一组测量数据抄写在黑板上让学生进行计算（用计算器），光线从空气射入某种玻璃.

通过分析表中数据可以得出结论：

入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用ｎ来表示这个比例常数，就有

这就是光的折射定律,也叫斯涅耳定律。

演示：如果使光线逆着原来的折射光线到界面上．折射光线就逆着原来的入射光线射出，这就是说，在折射现象中光路也是可逆的.（在反射现象中，光路是可逆的)

3。折射率ｎ。

光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数ｎn跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率。

ｉ是光线在真空中与法线之间的夹角. r是光线在介质中与法线之间的夹角.

,在近似计算中认为空气和真空相同,故有时光从空气射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行计算.

(２）折射率的定义式为量度式。折射率无单位，任何介质的折射率 4．介质的折射率与光速的关系．理论和实验的研究都证明:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比。

例1 光在某介质中的传播速度是×108ｍ／ｓ,当光线以3０°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？

解：由介质的折射率与光速的关系得 又根据介质折射率的定义式得

r为在空气中光线、法线间的夹角即为所求。i为在介质中光线与法线间的夹角30°。

由(1）、（2)两式解得: 所以r=45°.

例2光线从空气射入甲介质中时，入射角i=4５°，折射角ｒ=30°，光线从空气中射入乙介质中时，入射角ｉ′=60°,折射角ｒ′=３0°。求光在甲、乙两种介质中的传播速度比.

解：设光在甲介质中传播的速度为v甲，光在乙介质中传播的速度为v

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