高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十三章 光1 光的反射和折射教案配套ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十三章 光1 光的反射和折射教案配套ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了核心要点突破，课堂互动讲练，知能优化训练，第二节，课前自主学案，目标概览，返回到这种介质，同一平面，在法线两侧，入射光线等内容，欢迎下载使用。

学习目标：1.理解反射定律的确切含义，并能用来解释有关光现象和计算有关的问题．2．知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关的问题．3．理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关光的现象和计算．
4．知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关问题．5．知道折射率的定义，及其与光速的关系，并能进行有关计算．重点难点：1.光的折射定律及其应用．2．理解折射率的确切含义并进行有关计算．
一、光的反射1．反射现象：光从一种介质射到另一种介质的界面上再_______________________的现象．2．反射定律：反射光线跟入射光线和法线在______________内，且反射光线和入射光线__________________，反射角________入射角．
3．分类：可分为________反射和_____反射．使平行入射的光线沿________方向反射出去的反射叫漫反射；使平行入射的光线沿________方向平行反射出去的反射叫镜面反射．无论是镜面反射还是漫反射，每条反射光线都遵守光的反射定律．4．光路可逆原理：所有的几何光路都是可逆的．
5．平面镜的作用和成像特点(1)作用：只改变光束的传播方向，不改变光束的聚散性质．(2)成像特点：等大______立的______像，物和像关于________对称．
6．平面镜成像作图法(1)反射定律法：从物点作任意两条光线射向平面镜，由反射定律作其反射光线，两条反射光线的反向延长线的交点为虚像点．(2)对称法：作物点到镜面的垂直线，垂直线上镜面另一侧与镜面对称的点为虚像点．对称法只能确定像的位置，作光路图时必须补画光线．
一、平面镜及其成像1．平面镜：反射面是平面，是利用反射来控制光路和成像的光学器材．2．平面镜的光学性质平面镜不能改变光束的性质，但能够改变光束的方向．例如：在图19－2－1甲中，平行光束入射
到平面镜M上，经平面镜的反射其传播方向改变了θ角，但仍为平行光束；在图乙中，由S点光源发出的发散光束经平面镜反射后仍为发散光束，即光束的性质没有改变．3．平面镜成像的特点：物体在平面镜中成等大、正立的虚像，物和像关于平面镜对称．
4．平面镜成像的原理是理解和完成各种问题的基础观察者认为，光是从射入眼睛的光线的反向延长线的交点发出的，由此来判断物体像的位置．平面镜成像就是物体发出的光线(或反射光源发出的光线)经平面镜反射，其反射光线的反向延长线的交点形成，因此它是虚像，不是实际光线会聚而成．
5．作平面镜成像的光路图由于平面镜成像时，物、像关于镜面对称，因此可以先由对称性确定每个像点的位置，再补画入射和反射光线．注意镜后的反向延长线用虚线，虚线不加箭头．
6．平面镜的视场问题及处理方法(1)确定眼在什么范围能通过镜看到完整或局部的物或像．确定视场的方法是：先定像的位置，再画出边界光线，则边界光线的公共部分就是观察完整像的视场，而非公共部分是可观察局部的像．(2)眼在确定的位置能看到物或像的哪些部分，对这一类问题，常是应用光路可逆性，把眼看作“发光体”，眼所“发的光”通过镜能“照亮”的区域，即眼所能看到的区域．
二、对折射定律的理解1．折射定律中角度的应用：保证介质的折射率n＞1(1)θ1指光在真空(或空气)中与法线的夹角．当光由真空(或空气中)射入介质中时，θ1指入射角；当光由介质射入真空(或空气中时)，θ1指折射角．(2)θ2指光在介质中与法线间的夹角，可能是入射角，也可能是折射角．
(3)光从一种介质进入另一种介质，当光垂直界面入射时，光的传播方向虽然不变，但也属于折射，因为光传播的速度发生了变化．特别提醒：应用光的反射和折射讨论问题时，不能以界面为标准而应以法线为标准来确定入射角、反射角、折射角，为此，解题时应先画出光路图，按定义正确找出入射角、反射角和折射角后，再进行分析讨论．
三、对折射率的正确理解1．物理意义：折射率是描述介质对光线偏折能力大小的物理量，n越大，对光线的偏折程度就越大．每种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比是个常数，但不同的介质具有不同的常数，说明常数反映着介质的光学特性．
2．影响折射率的因素折射率n是反映介质的光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身及光的频率(以后将会学到)共同决定，与入射角、折射角的大小无关，不能认为折射率n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比．同一种介质的折射率不随入射角、折射角的改变而发生变化．
一个点光源S，放在平面镜MN前，若MN不动，光源S以速度2 m/s沿与镜面成60°角的方向向右做匀速直线运动，如图19－2－2所示，则光源在镜中的像将(　　)
【解析】　引起像移动的速度是物垂直镜面的分速度．作S的像S′(可用对称法)，并作经时间t后的位置S1及像S′1.由几何对称关系可知SS1＝S′S′1，故得像S′将沿S′O线以v＝2 m/s的速率做直线运动．故C正确．
【答案】　CD【点评】　在物像关于平面镜对称的基础上，由运动过程确定初末状态物像的位置关系，是分析此类问题的常用方法之一．
解析：选B.找出像点S′后，SS′连线与平面镜垂直，P为垂足，M为镜与水平直线OS的交点，由几何关系可知，△MSS′为等边三角形．当平面镜向右水平运动时，平面镜成像的性质不变．又由于平面镜向右运动时，∠PMS不变，则△MSS′形状不变，只是边长在缩短，因为S点不动，则S′点沿S′S连线向S运动，并且在相同时间内，S′向S移动的距离与M向S移动的距离相等，即S′向S运动的速率与M向S移动的速率相等．
变式训练2　(2011年河南省高三第一次质量预测)如图19－2－6所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处，若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出(　　)A．b的下方B．b的上方C．b处D．无法确定
解析：选C.人眼看到的是鱼的虚像，鱼发出的光线经水面折射后进入人眼，由光路可逆知当激光从a向b发射时，经水面折射后将刚好照射到鱼身上．
一个圆柱形筒，直径为12 cm，高16 cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为9 cm.当筒中盛满液体时，则人眼又恰能看到筒侧的最低点，求：(1)此液体的折射率；(2)光在此液体中的传播速度．
【自主解答】　先画出一个圆柱形筒，筒高为H＝16 cm，直径d＝12 cm.人眼在A处，筒侧底部“最低点”为B，筒内无液体时，人眼能见深度h＝9 cm.筒内盛满液体时，人眼能看到B点，根据光的折射画出光路如图19－2－7所示．
【答案】　见自主解答【点评】　解决此类问题的关键是审清题意，完成光路图，对于人眼看见某处，应明确是直接看见或是通过折射或反射看见，必要时可利用光路的可逆原理，解题中注意结合几何关系．
变式训练3　(2011年高考新课标全国卷) 一半圆柱形透明物体横截面如图19－2－8所示，底面AOB镀银(图中粗线)，O表示半圆截面的圆心，一束光线在横截面内从M点入射，经过AB面反射后从N点射出．已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°.求：(1)光线在M点的折射角；(2)透明物体的折射率．
解析：(1) 如图所示，透明物体内部的光路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF对称，Q、P和N三点共线．设在M点处，光的入射角为i，折射角为r，∠OMQ＝α，∠PNF＝β.根据题意有
α＝30°①由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝r，于是β＋r＝60°②且α＋r＝β③由①②③式得r＝15°.④(2)根据折射率公式有sini＝nsinr⑤
玻璃砖两表面平行，厚度为h，一束光从上表面射入玻璃中，从下表面射出．如图19－2－9所示，入射角为i，求：(1)出射角i′；(2)出射点对入射点偏移的距离d.从计算结果中你能看出偏移距离d与什么有关系？
变式训练4　若在玻璃砖下方放一块未知材料制成的透明砖，如图19－2－10所示，其上下表面也平行，则下列光路图中可能的是(　　)
解析：选CD.光从真空射向玻璃时会发生折射，所以A错．光从任何介质射向真空时折射角都大于入射角，B错．若介质的折射率与玻璃的相同，光从玻璃到介质不会发生折射，再次射入真空中时光线与入射光线平行，C对．若介质折射率大于玻璃的折射率，则为D图，所以D也对．