初中的光的折射定律只是定性地描述了光的折射现象,今天我们要定量地研究它:(2)新课程教学演示:将光激光演示器连接到电源,不要转动暂时打开开关,点燃烟雾发生器并将其放置在光折射演示器中,将半圆柱形透明玻璃放入相应位置,打开开关,点燃激光管,让一束激光照射出来在半圆柱透明玻璃的平面上,让光线垂直于该平面通过圆心入射(沿法线入射),观察:折射情况,a(角度,b(亮度和亮度)黑暗)并与入射光进行比较,然后改变入射角进行记录,再次观察能量变化。 1.在两种介质中,界面上的入射光、反射光和折射光的能量分布随着入射角的增大而增大。 反射光的能量比例逐渐增大,而折射光的能量比例逐渐减小。 2、花了近1500年才得以完善定律(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(折射光线与入射光线与法线在同一平面)线;B(折射光线和入射光线在法线两侧分开) 侧;C(折射角与入射角成正比。德国物理学家开普勒也做过研究。(2)定律折射:终于在1621年,荷兰数学家斯内尔发现了入射角和折射角之间的关系。关系。用计算器),光线从空气进入某种玻璃。在上面复制一组测量数据黑板光的折射规律,让学生计算(入射角 i(?) 折射角 r(?) i/r sini/sinr 10 6.7 1.50 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.67 1.51 70 38.6 1.81 1.50 8 0 40.6 1.97 1.51 通过分析表中数据可以得出,入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 如果用n来表示这个比例常数,这就是光的折射定律,也叫斯涅尔定律。
演示:如果将光相对于原始折射光引导至界面,则折射光将相对于原始入射光发射。 这意味着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 当光从一种介质进入另一种介质时,虽然入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数n,但对于不同的介质,这个常数n是不同的。 这个常数n与介质有关,是反映介质光学性质的物理量。 我们称之为介质的折射率。 (1)折射率的定义是一个测量公式:折射率没有单位,任何介质的折射率都不能小于1。记住水的折射率是1.33(4/3),玻璃的折射率为 1.50 (3/2 ) 解释:i 是真空中的光与法线之间的角度,r 是介质中的光与法线之间的角度。 光从真空进入某种介质时的折射率称为该介质的绝对折射率,也称为某种介质的折射率。 高中时不要求相对折射率,而且由于空气的绝对折射率为1.00028光的折射规律,所以近似计算时认为空气和真空相同。 因此,有时将光从空气进入某种介质时的折射率计算为绝对折射率。 4、介质的折射率与光速的关系。 理论和实验研究都证明,某种介质的折射率等于光在真空中的速度c与光在该介质中的速度之比: 8 例1:光在某种介质中的传播速度为2.122×10m/s。 当光以30°的入射角从介质进入空气时,折射角是多少? 解:根据介质折射率与光速的关系: 又根据介质折射率的定义为:r为光线与空气中法线的夹角,i是光线与介质中法线之间的 30° 角。 由(1)和(2)两个方程可得: 那么r=45?