人教版 (新課標(biāo))選修31 光的反射和折射學(xué)案設(shè)計(jì)-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

13.1 光的反射和折射學(xué)案（人教版選修3-4）1．光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的____________時，一部分或全部光會返回到原介質(zhì)的現(xiàn)象，叫反射現(xiàn)象．發(fā)生反射現(xiàn)象時，反射光線與入射光線、法線在________________內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的________；反射角________入射角．這就是光的________________．2．光從一種介質(zhì)射到它與另一種介質(zhì)的____________時，一部分光進(jìn)入另一種介質(zhì)的現(xiàn)象，叫折射現(xiàn)象．發(fā)生折射現(xiàn)象時，折射光線與入射光線、法線處在________________內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于________的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即________________________．3．光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的________與折射角的________之比，叫做這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率，用符號n表示．4．關(guān)于光的折射現(xiàn)象，說法正確的是(　　)A．光的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射B．折射定律是托勒密發(fā)現(xiàn)的C．人觀察盛水容器的底部，發(fā)現(xiàn)水變淺了D．若光從空氣射入液體中，它的傳播速度一定增大5．若某一介質(zhì)的折射率較大，那么(　　)A．光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較大B．光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較小C．光在該介質(zhì)中的速度較大D．光在該介質(zhì)中的速度較小6．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)對光線的偏折作用越大B．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小C．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小概念規(guī)律練知識點(diǎn)一　折射現(xiàn)象的定性分析1．假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比(　　)A．將提前B．將延后C．某些區(qū)域?qū)⑻崆?/span>，在另一些地區(qū)將延后D．不變2．一個人站在湖邊，觀察離岸一段距離的水下的一條魚，這個人看到的魚的位置和魚在水下真實(shí)的位置相比較，下列說法中正確的是(　　)A．在魚真實(shí)位置的正上方某處B．在魚真實(shí)位置上方偏向觀察者的某處C．在魚真實(shí)位置下方偏向觀察者的某處D．所給條件不足，無法確定觀察到的魚的位置知識點(diǎn)二　對折射率的理解3．關(guān)于折射率，下列說法正確的是(　　)A．根據(jù)＝n12可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比B．根據(jù)＝n12可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比C．根據(jù)n＝可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比D．同一頻率的光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時，折射率與介質(zhì)中波長成反比4．兩圖1束不同頻率的單色光a、b從空氣平行射入水中，發(fā)生了如圖1所示的折射現(xiàn)象(α>β)．下列結(jié)論中正確的是(　　)A．在水中的傳播速度，光束a比光束b大B．在水中的傳播速度，光束a比光束b小C．水對光束a的折射率比水對光束b的折射率小D．水對光束a的折射率比水對光束b的折射率大知識點(diǎn)三　測定玻璃的折射率5．在圖2用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)光路如圖2所示，對實(shí)驗(yàn)中的一些具體問題，下列說法正確的是(　　)A．為了減少作圖誤差，C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些B．為了減少測量誤差，A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些C．若A、B的距離較大時，通過玻璃磚會看不到A、B的像D．若A、B連線與法線NN′間夾角過大時，有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像6．某同學(xué)做測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)，操作時將玻璃磚的界線aa′、bb′畫好后誤用另一塊寬度稍窄的玻璃磚，如圖3所示．實(shí)驗(yàn)中除仍用原界線外，其余操作都正確，則測得的玻璃的折射率將(　　)圖3A．偏大 B．偏小C．不影響結(jié)果 D．不能確定方法技巧練折射定律的應(yīng)用技巧圖47．一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為的透明材料制成．現(xiàn)有一束垂直于過球心O的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再從豎直表面射出，如圖4所示．已知入射光線與桌面的距離為R/2.求出射角θ. 8．一長直桿長1.5 m，垂直立于底部平坦、水面平靜無波的游泳池中，露出水面部分高0.3 m，當(dāng)陽光以與水面成37°的夾角入射時，桿在游泳池底部所成的影長為多少？(已知水的折射率n＝.) 參考答案課前預(yù)習(xí)練1．分界面　同一平面　兩側(cè)　等于　反射定律2．分界面　同一平面　法線　＝n123．正弦　正弦4．C5．D　[由n＝可知，光由空氣射入介質(zhì)時的折射角是由折射率n和入射角i共同決定的，所以A、B均錯．由n＝可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故C錯，D正確．]6．C　[根據(jù)折射率的定義n＝，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對光線的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對光線的偏折作用越小．故C正確．]課堂探究練1．B解析　[假如地球周圍沒有大氣層，太陽光將沿直線傳播，如圖所示，在地球上B點(diǎn)的人將在太陽到達(dá)A′點(diǎn)時看到日出；而地球表面有大氣層時，由于空氣的折射率大于1，并且離地球表面越近，大氣層的密度越大，折射率越大，太陽光將沿如圖所示AB曲線進(jìn)入在B處的人眼中，使在B處的人看到了日出．但在B處的人認(rèn)為光是沿直線傳播的，認(rèn)為太陽位于地平線上的A′點(diǎn)，而此時太陽還在地平線以下，相當(dāng)于日出時刻提前了，所以無大氣層時日出的時間將延后．]點(diǎn)評　將大氣層看成數(shù)層折射率由上到下(地球表面)依次增大的均勻介質(zhì)層疊合而成的；光由折射率較小的介質(zhì)斜射向折射率較大的介質(zhì)時，光線將向法線偏折．以上兩點(diǎn)即可確定光在大氣中的傳播情況．2．B　[　如圖所示，人在岸上看離岸一段距離的水下的魚，應(yīng)是從魚的位置發(fā)出的光(實(shí)際上是魚的反射光)，經(jīng)折射后射入人的眼睛，看到的是魚的像．把魚看做一個發(fā)光點(diǎn)S，人看到的是折射光線的反向延長線交于發(fā)光點(diǎn)S的右上方S′點(diǎn)，這說明人看到的是魚的虛像，且位置是偏向右上方，所以選項(xiàng)B正確．]點(diǎn)評　此類題目，要根據(jù)題意畫出光路圖，再根據(jù)光路圖解決題目中提出的問題．3．CD　[介質(zhì)的折射率n與入射角θ1及折射角θ2的正弦無關(guān)，即A、B錯；介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)和光在介質(zhì)中的速度有關(guān)，C正確；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率不變，由n＝＝＝得折射率與介質(zhì)中的波長成反比，D正確．]點(diǎn)評　折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定(第7節(jié)內(nèi)容)．4．AC　[由公式n＝，可得折射率na<nb，C正確，D錯誤．由v＝，na<nb知va>vb，A正確，B錯誤．]點(diǎn)評　①折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它是由介質(zhì)的性質(zhì)和入射光的頻率共同決定的，同一介質(zhì)對確定的單色光而言，對應(yīng)的折射率一定，不同介質(zhì)對同一單色光(頻率一定)的折射率一般是不相同的，折射率是用比值定義的物理量n＝，其中“θ1”表示光在空氣中的入射角，在sin θ1一定的條件下，折射率較大的介質(zhì)中，光線的折射角的正弦值sin θ2較小．可見，光的折射率表示在折射現(xiàn)象中折射光線相對于入射光線偏折程度的物理量．②公式n＝表示了真空中光速c和光在介質(zhì)中的速度v與折射率n的關(guān)系，折射率較大的介質(zhì)中，光速較小．5．ABD　[實(shí)驗(yàn)時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且A和B之間，B與O之間，C與D之間，C與O′之間距離要稍大一些，入射角θ1應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差，但入射角不宜太大，也不宜太小．]點(diǎn)評　測定玻璃折射率的原理為：用插針法確定光路，找出與入射光線相應(yīng)的出射光線，就能在玻璃磚中畫出對應(yīng)的折射光線，從而可以測出一組對應(yīng)的入射角和折射角，根據(jù)折射定律便可求出玻璃的折射率．6．B　[如圖所示，由于所畫玻璃磚的寬度比實(shí)際寬度大，使入射點(diǎn)向左移，折射點(diǎn)向右移，使得所畫折射角比實(shí)際折射角大，故測得的折射率偏小．]點(diǎn)評　這類題目，一般是由于作圖所得的折射角不準(zhǔn)確造成的誤差．解答此類問題時，要根據(jù)題意畫出實(shí)際的光路圖，與實(shí)驗(yàn)中的光路圖相比較得出折射角的變化，即可得到準(zhǔn)確的答案．7．60°解析　設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C，連接OC，OC即為入射點(diǎn)的法線．因此，圖中的角α為入射角．過C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為B.依題意，∠COB＝α.又由△OBC知sin α＝＝＝，α＝60°.設(shè)光線在C點(diǎn)的折射角為β，由折射定律得＝，由以上兩式得β＝30°.由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角γ(如圖)為30°.由折射定律得＝，因此sin θ＝，θ＝60°.8．1.3 m解析　依題意作圖如圖所示，依據(jù)折射定律n＝，得sin θ2＝＝＝，∠θ2＝37°，影長s＝0.3×tan 53° m＋1.2×tan 37° m＝0.3× m＋1.2× m＝1.3 m.方法總結(jié)　利用光路圖解決光的折射問題的方法：(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖．首先要找到入射的界面，同時準(zhǔn)確地作出法線，再根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角．(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，與折射定律n＝中的各量準(zhǔn)確對應(yīng)，比如一定要確定準(zhǔn)哪個角在分子上、哪個角在分母上．(3)利用折射定律n＝、折射率與光速的關(guān)系n＝列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算．

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