第四章光及其應用選擇性必修第一冊光的折射定律第1節核心素養導學物理觀念(1)知道光的反射和折射。(2)掌握折射定律、折射率。科學思維(1)能夠畫出反射和折射光路圖。(2)能分析和計算光的反射和折射問題。[四層]學習內容1落實必備知識[四層]學習內容2強化關鍵能力0102CONTENTS目錄[四層]學習內容3·4浸潤學科素養和核心價值課時跟蹤檢測0304[四層]學習內容1落實必備知識一、光的折射定律1.光的反射：當光射到兩種介質的______時，一部分光仍回到原來的介質里繼續傳播的現象。2.光的折射：光射到兩種介質的______時，一部分光會進入第二種介質繼續傳播的現象。界面界面3.光的折射定律：入射光線、折射光線和法線在___________內，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，即_______。同一平面兩側

[微點撥]

在兩種介質的分界面上可能同時發生光的反射現象和光的折射現象。

真空

3.意義：反映介質的光學性能的物理量。4.特點：任何介質的折射率都______1。5.兩種介質比較：折射率較大的介質稱為__________，折射率較小的介質稱為__________。大于光密介質光疏介質[微點撥](1)折射率的大小由介質本身決定，同時光的頻率越高，折射率越大，而與入射角、折射角的大小無關。(2)不同顏色的光在同一種介質中的傳播速度不同，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象?提示：發生了光的折射現象。2.幾種介質的折射率(λ=589.3nm

t=20℃)介質折射率

介質折射率金剛石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試根據表中數據判斷下列說法的正誤：(1)介質的折射率都大于1。 ()(2)折射率大的介質密度一定大。 ()(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]學習內容2強化關鍵能力

有經驗的漁民叉魚時，不是正對著看到的魚去叉，而是對著所看到魚的下方叉，如圖所示。你知道這是為什么嗎?新知學習(一)|光的折射任務驅動提示：人看到的魚是由于折射而成的像，其位置在魚的實際位置上方，如圖所示。1.光的方向光從一種介質進入另一種介質時，傳播方向一般要發生變化(斜射)，并非一定變化，當光垂直界面入射時，傳播方向就不發生變化。2.光的傳播速度光從一種介質進入另一種介質時，傳播速度一定發生變化，當光垂直界面入射時，光的傳播方向雖然不變，但也屬于折射，光傳播的速度也發生變化。重點釋解3.入射角與折射角的大小關系當光從折射率小的介質斜射入折射率大的介質時，入射角大于折射角，當光從折射率大的介質斜射入折射率小的介質時，入射角小于折射角。

典例體驗[答案]

7m

(2)船向左行駛一段距離后停止，調整由P點發出的激光束方向，當其與豎直方向夾角為45°時，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]

設激光束在水中與豎直方向的夾角為45°時，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)根據題意正確畫出光路圖。(2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系，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，發現有a、b、c、d四條細光束，其中d是光經折射和反射形成的。當入射光束a繞O點逆時針方向轉過小角度Δθ時，b、c、d也會隨之轉動，則

(

)A.光束b順時針旋轉角度小于ΔθB.光束c逆時針旋轉角度小于ΔθC.光束d順時針旋轉角度大于ΔθD.光束b、c之間的夾角減小了2Δθ針對訓練√

2.如圖所示為地球及其大氣層，高空A處的偵察衛星接收到地球表面P處發出的光信號，則A感知到的發光物應在

(

)A.圖中P點B.圖中P點靠近M的一側C.圖中P點靠近N的一側D.以上位置都有可能√解析：由于大氣層的存在，偵察衛星在A處接收到的P處發出的光信號的光路大致如圖中實線所示，由圖可知選項B正確，A、C、D錯誤。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發生折射時的規律的時候得到的實驗數據，請在表格基礎上思考以下問題：新知學習(二)|對折射率的理解任務驅動入射角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)當入射角與折射角發生變化時，有沒有保持不變的量(誤差允許范圍內)?提示：由表中數據可知，當入射角與折射角發生變化時，入射角的正弦與折射角的正弦的比值保持不變。

重點釋解

[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[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發生彎曲。下列光路圖中能描述該現象的是

(

)針對訓練√

√

3.一個圓柱形桶，直徑為12cm，高為16cm。人眼在桶右側上方某處觀察，看到桶左側的深度為9cm。當桶中裝滿某種液體時，則恰能看到桶左側的最低點。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]學習內容3·4浸潤學科素養和核心價值1.(選自粵教版教材課后練習)兩名同學共同做一個實驗，A同學把一枚硬幣放在一個沒有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向遠處推移，直到眼睛剛好看不到硬幣為止，保持頭部視線不動，這時，B同學在旁邊緩慢地向碗中倒水，接著A同學又重新看到碗底的硬幣了。如何解釋這種有趣的現象??科學探究——碗中的硬幣一、好素材分享——看其他教材如何落實核心素養提示：如圖所示，碗中無水時，光沿直線傳播，如光線a進入人的眼睛，人看到了硬幣，把碗向遠處推移時，人眼看不到硬幣，當碗中加水后，光發生折射，如光線b進入人眼，第二次的位置比碗中無水時更遠一些。2.(選自魯科版教材例題)如圖所示，透過玻璃磚看字母，字母會顯得高一些。假設玻璃磚的厚度為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??科學思維——“視深”問題[分析]在圖中，用點O表示字母上的某一點，OA和OB是從點O射向玻璃磚上表面的光，光經折射后進入人眼，人感覺它們是從玻璃中的點D射出的，D即為眼睛看到的點O的像，AD就是字母的視深h，實際深度為H。

3.(選自魯科版教材“物理聊吧”)早晨，當我們看到太陽剛剛升出地平線時，實際上太陽還在地平線以下。請解釋這一現象。?科學態度與責任——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，故太陽光進入地球大氣層后光線逐漸向下偏折，所以當我們看到太陽剛剛升出地平線時，實際的太陽還在地平線以下。

二、新題目精選——品立意深處所蘊含的核心價值√

√√

課時跟蹤檢測1234567891011121.下列說法正確的是

(

)A.光從一種介質進入另一種介質時，一定會發生偏折B.光從空氣進入其他介質時，折射角大于入射角C.光從空氣進入其他介質時，速度要減小D.折射是指光的傳播方向發生改變的現象√678910111212345

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

(

)√

1567891011122343.(多選)如圖所示，虛線表示兩種介質的界面及其法線，實線表示一條光線射向界面后發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、反射光線關于法線對稱，所以aO、Ob應是入射光線或反射光線，PQ是法線。又因為反射光線、折射光線都不與入射光線位于法線同側，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錯誤。√1567891011122344.如果光以同一入射角從真空射入不同介質，則折射率越大的介質

(

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

156789101112234

√

1567891011122346.(2024·貴州高考)一種測量液體折射率的V形容器，由兩塊材質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的交點為P，在P點前放入一塊長方體的玻璃磚，則交點的位置將

(

)A.不變B.向左移動C.向右移動D.可能向左，也可能向右移動，由光的顏色決定√156789101112234解析：根據光的折射規律可知，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、下兩側平移了一小段距離，所以交點向右移動一段距離，故C正確，A、B、D錯誤。15678