1 光的折射定律

[学习目标] 1.掌握光的反射及反射定律.2.掌握光的折射及折射定律.3.掌握介质的折射率的概念，了解介质的折射率与光速的关系.4.会依据光的反射定律和折射定律作出光路图.

一、光的反射和折射 1.光的反射

(1)反射现象：当光射到两种介质的分界面时，一部分光仍回到原来的介质里继续传播的现象.

(2)反射定律：反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角. 2.光的折射 (1)光的折射现象

当光射到两种介质的分界面时，另一部分光进入第二种介质继续传播的现象.

图1

(2)折射定律(如图1所示)

入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线分居法线两侧；入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数. 二、介质的折射率 1.折射率

(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦值与折射角r的正弦值之比，sini叫做这种介质的折射率，即n＝.

sinr(2)折射率与光速的关系：某种介质的折射率n，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝. 2.对折射率n的理解

由于c＞v，故任何介质的折射率n都大于(填“大于”“小于”或“等于”)1. [即学即用]

cv 1

1.判断下列说法的正误.

(1)光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定发生变化.( × ) (2)入射角增大为原来的2倍，折射角和反射角也都增大为原来的2倍.( × ) (3)介质的折射率越大，光在这种介质中传播速度越大.( × )

sini(4)由折射率的定义式n＝得出，介质的折射率与入射角i的正弦成正比，与折射角rsinr的正弦成反比.( × )

2.一束光从真空进入某介质，方向如图2所示，则该介质的折射率为________.若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为________.

图2

答案

2

2c 2

一、折射率

[导学探究] 如表所示是在探究光由真空射入某种透明介质发生折射的规律时得到的实验数据.请在表格基础上思考以下问题：

入射角i(°) 10 20 30 40 50 60 70 80

(1)随着入射角的增大，折射角怎样变化？

(2)当入射角与折射角发生变化时，有没有保持不变的量(误差允许范围内)? 答案 (1)折射角增大.

折射角r(°) 6.7 13.3 19.6 25.2 30.7 35.1 38.6 40.6 i r1.49 1.50 1.53 1.59 1.63 1.71 1.81 1.97 sini sinr1.49 1.49 1.49 1.51 1.50 1.51 1.50 1.51 2

(2)入射角的正弦值和折射角的正弦值之比保持不变. [知识深化] 对折射率的理解

(1)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角的大小无关，与介质的密度没有必然联系. (2)折射率的计算

sini①n＝，i为真空中的光线与法线的夹角，不一定为入射角；而r为介质中的光线与法

sinr线的夹角，也不一定为折射角. ②n＝.

例1 (多选)关于折射率，下列说法正确的是( ) siniA.根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

sinrsiniB.根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比

sinrC.根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比

D.同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比 答案 CD

解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和入射光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B错误；由于真空中的光速是个定值，故n与v成反比，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反比，故n与λ也成反比，选项D正确.

折射率n反映了介质的光学性质，它的大小只由介质本身和入射光的频率决定，与入射角和折射角的大小无关，切不可认为n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比. 例2 (多选)两束不同频率的单色光a、b从空气平行射入水中，发生了如图3所示的折射现象(α>β).下列结论中正确的是( )

cvcv

图3

A.在水中的传播速度，光束a比光束b大 B.在水中的传播速度，光束a比光束b小 C.水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小

3