《光的折射与反射课件》课件

光的折射与反射课件欢迎来到光的折射与反射的世界！本课件将带您深入探索光的神奇现象，从生活中的光影变幻到光学技术的尖端应用，我们将一起揭开光的秘密准备好进入一个充满发现和惊奇的光学之旅了吗？让我们开始吧！课程导入生活中的光现象日出日落水面成像彩虹每天我们都能欣赏到美丽的日出日落景象，平静的湖面或水池，常常能倒映出周围的雨后天晴，阳光穿过空气中的小水滴，形太阳光线穿过大气层，发生折射和散射，景物，这是光的反射现象在生活中的一个成彩虹，这是光的折射和色散现象共同作将天空染成绚丽的色彩美丽体现用的结果光的直线传播回顾光沿直线传播影子12在均匀介质中，光总是沿直线由于光沿直线传播，当遇到不传播的这是我们认识光的基透明的物体时，光线无法穿透，础，也是许多光学现象产生的从而在物体背后形成影子前提小孔成像3小孔成像也是光沿直线传播的典型例子，通过小孔，我们可以看到倒立缩小的物像什么是反射？光的反射反射面光在两种介质的界面上改变传播方发生反射的界面称为反射面不同向，又返回原来介质中的现象，叫的反射面材质和粗糙程度会影响反做光的反射生活中随处可见光的射的效果，产生镜面反射或漫反射反射现象，例如照镜子入射光线照射到反射面上的光线称为入射光线入射光线的方向和角度对于反射现象至关重要反射定律定义入射光线1入射光线是指照射到反射面上的光线反射光线2反射光线是指被反射面反射回去的光线法线3法线是指通过入射点垂直于反射面的直线入射角4入射角是指入射光线与法线之间的夹角反射角5反射角是指反射光线与法线之间的夹角反射定律图示解释入射光线光线从光源发出，射向反射面反射面光线遇到反射面，改变传播方向反射光线光线从反射面反射出去入射角反射角=入射角和反射角相等，这是反射定律的核心内容反射定律公式表达θr2反射角（angle ofreflection），表示反射光线与法线的夹角θi1入射角（），表示入angle ofincidence射光线与法线的夹角反射定律，即入射角等于反射角这是描述θi=θr3光反射现象的基本定律反射类型镜面反射光滑表面镜面反射发生在非常光滑的表面上，例如镜子或平静的水面1平行光线2当一束平行光线射向光滑表面时，反射后的光线仍然是平行的清晰成像3镜面反射能够形成清晰的像，这也是我们能够通过镜子看到自己的原因镜面反射实例分析镜子1是我们日常生活中最常见的镜面反射应用，让我们能够看到自己的形象平静水面2在没有风的情况下，平静的水面可以像镜子一样反射周围的景物抛光金属表面3经过抛光处理的金属表面，也能产生良好的镜面反射效果反射类型漫反射粗糙表面半光滑表面轻微粗糙表面漫反射发生在粗糙的表面上，光线射到这些表面后，会向各个方向反射漫反射是使我们能够从不同角度看到物体的主要原因漫反射实例分析纸张墙壁树叶纸张的表面是粗糙的，光线射到纸张上会发墙壁的表面也是粗糙的，光线射到墙壁上会树叶的表面虽然看起来光滑，但在微观层面生漫反射，使我们能够从不同角度看清纸上发生漫反射，使整个房间都变得明亮起来也是粗糙的，所以光线射到树叶上也会发生的文字漫反射镜面反射与漫反射的比较镜面反射漫反射表面光滑；反射光线方向一致；形成清晰的像；例如镜子、平静表面粗糙；反射光线方向不一致；不形成清晰的像；例如纸张、水面墙壁、树叶反射的应用镜子日常照容装饰镜子最常见的用途是照容，通过镜镜子也可以用作装饰，增加空间感面反射，我们可以看到自己的形象，和亮度巧妙地使用镜子，可以使整理仪容房间看起来更大更明亮反光镜汽车、自行车等交通工具上都装有反光镜，利用反射原理，帮助驾驶员观察后方情况，提高行车安全反射的应用光学仪器潜望镜望远镜显微镜潜望镜利用反射原理，使潜水一些望远镜也使用反射镜来收显微镜利用反射镜来调整光路，艇在水下也能观察水面上的情集和聚焦光线，从而观察远处使我们能够观察微小的物体况的物体反射练习题巩固知识题目一题目二12一束光线以30度的入射角射向为什么我们能从不同角度看到平面镜，则反射角是多少度？物体？题目三3镜面反射和漫反射有什么区别？请举例说明什么是折射？光的折射介质折射光线光从一种介质斜射入另一种介质时，传播光传播的物质称为介质，例如空气、水、经过折射后，改变传播方向的光线称为折方向发生改变的现象，叫做光的折射玻璃等不同的介质对光的折射程度不同射光线折射定律定义入射光线1从一种介质射向另一种介质的光线折射光线2进入另一种介质后，改变传播方向的光线法线3通过入射点垂直于界面的直线入射角4入射光线与法线之间的夹角折射角5折射光线与法线之间的夹角折射定律图示解释光线入射光线从一种介质斜射入另一种介质界面光线在两种介质的交界面处发生折射光线折射光线的传播方向发生改变入射角折射角≠通常情况下，入射角和折射角不相等折射定律公式表达斯涅尔定律θ1n1入射角21第一种介质的折射率n2第二种介质的折射率3斯涅尔定律5，这是描述光折射现象n1sinθ1=n2sinθ2θ2的基本定律4折射角折射率定义真空光速光在真空中传播的速度，用表示，是一个常数1c介质光速2光在某种介质中传播的速度，用表示v折射率3n=c/v，即真空中的光速与介质中的光速之比，表示光在该介质中传播时速度降低的程度折射率不同介质的折射率介质折射率真空

1.0000空气

1.0003水

1.33玻璃

1.5-

1.9钻石

2.42光疏介质与光密介质光疏介质1折射率较小的介质，光在其中传播速度较快，例如空气光密介质2折射率较大的介质，光在其中传播速度较慢，例如水和玻璃相对概念3光疏和光密是相对的概念，取决于两种介质的折射率大小比较光从光疏介质射入光密介质当光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，折射光线会向法线方向偏折光线在光密介质中的传播速度变慢光从光密介质射入光疏介质光线偏离法线可能发生全反射当光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，折射光线会当入射角足够大时，折射角会达到90度，此时发生全反射，光线不远离法线方向偏折再进入光疏介质折射现象水中的筷子水中筷子弯折光线传播路径改变视觉误差将筷子放入水中，从侧面看，会发现筷子光从水中射入空气时，传播路径发生改变，这种现象是一种视觉误差，我们的大脑会在水面处发生弯折，这是由于光的折射造导致我们看到的筷子位置与实际位置不同根据光线传播的路径来判断物体的位置，成的从而产生错觉折射现象海市蜃楼沙漠或海面空气密度差异虚像海市蜃楼通常发生在沙漠或海面上，是由于近地面空气温度较高，密度较小，光线经过弯曲后，进入人眼，人眼会认一种由于大气折射造成的虚像折射率也较小，而上层空气温度较低，为光线是沿直线传播的，从而看到远方密度较大，折射率也较大，导致光线发景物的虚像，这就是海市蜃楼生弯曲折射现象透镜凸透镜凹透镜凸透镜是一种中间厚、边缘薄的透镜，凹透镜是一种中间薄、边缘厚的透镜，对光线具有会聚作用常用于放大镜、对光线具有发散作用常用于矫正近照相机等光学仪器视眼折射的应用眼镜矫正视力近视眼12眼镜利用透镜的折射原理，改近视眼需要佩戴凹透镜，使光变光线进入人眼的方向，使物线发散，将物像成像在视网膜像能够清晰地成像在视网膜上，上从而矫正视力远视眼3远视眼需要佩戴凸透镜，使光线会聚，将物像成像在视网膜上折射的应用照相机镜头光圈快门照相机的镜头由多个透镜组成，利用透镜光圈可以调节进入照相机的光线量，控制快门控制曝光时间，决定照片的清晰度和的折射原理，将景物成像在底片或感光元照片的亮度动态效果件上全反射定义光密介质1光线从光密介质射向光疏介质界面2光线在两种介质的交界面处特定角度3当入射角大于或等于临界角时，发生全反射光线返回4光线完全被反射回光密介质，不再进入光疏介质全反射发生条件光密介质射向光疏介质光必须从光密介质射向光疏介质，这是发生全反射的前提条件入射角大于临界角入射角必须大于或等于临界角，这是发生全反射的必要条件没有折射光线满足以上两个条件，光线将完全被反射回光密介质，没有折射光线进入光疏介质全反射临界角公式2sinθc=n2/n1，其中θc为临界角，n1为光密介质的折射率，为光疏介质的折射n2临界角定义率1当折射角等于度时，对应的入射角称90为临界角全反射条件3当入射角大于临界角时，发生全反射全反射的应用光纤通信光纤光纤是一种由玻璃或塑料制成的细丝，用于传输光信号1全反射传输2光信号在光纤内部通过全反射进行传输，损耗小、传输距离远高速通信3光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点，是现代通信的重要方式全反射的应用内窥镜医疗设备1内窥镜是一种医疗设备，可以通过人体的自然孔道或微小切口进入人体内部，观察内部器官的情况光纤照明2内窥镜通常使用光纤进行照明，提供清晰的视野全反射成像3内窥镜也利用光纤传输图像，通过全反射将内部器官的图像传送到外部显示器上全反射的应用棱镜直角棱镜屋脊棱镜道威棱镜棱镜可以利用全反射改变光线的传播方向，例如直角棱镜可以将光线偏转90度棱镜广泛应用于光学仪器中，例如望远镜、照相机等色散现象定义复合光分解不同波长色散是指复合光分解为单色光的现象例如，太阳光（白光）通过色散现象是由于不同颜色的光波长不同，在介质中的折射率也不同三棱镜后，会分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光造成的色散现象棱镜分解白光白光三棱镜颜色顺序白光是由多种颜色的光混合而成的复合光三棱镜可以使白光发生色散，将其分解为分解后的颜色顺序为红、橙、黄、绿、蓝、不同颜色的光靛、紫，红色光偏折最小，紫色光偏折最大色散现象彩虹的形成雨后天晴水滴彩虹通常在雨后天晴时出现，是由小水滴相当于一个个小棱镜，可以于阳光照射到空气中的小水滴上，使阳光发生色散，分解为不同颜色发生折射和反射造成的的光彩虹颜色这些不同颜色的光再经过水滴的反射，最终形成我们看到的彩虹光的波动性简要介绍波动性质波长光具有波动性，可以发生干涉、衍射光是一种电磁波，具有波长、频率等等现象，这些现象是波动特有的特征，不同颜色的光波长不同光的微粒性简要介绍粒子性质1光具有微粒性，可以看作是由一个个光子组成的，光子具有能量和动量光电效应2光电效应是证明光具有微粒性的重要实验，光子轰击金属表面，使电子逸出光的波粒二象性波动性微粒性统一光既具有波动性，可以发生干涉、衍射等光又具有微粒性，可以看作是由一个个光光的波动性和微粒性是统一的，是光这种现象，这些现象是波动特有的子组成的，光子具有能量和动量特殊物质的两种不同表现形式在不同的情况下，光表现出不同的性质光的颜色物体颜色的成因反射吸收物体呈现的颜色是由于物体反射了物体吸收了特定波长的光，不反射特定波长的光例如，红色的物体的光的颜色就是物体呈现的颜色反射红光，吸收其他颜色的光透射对于透明物体，物体呈现的颜色是由于物体透射了特定波长的光例如，红色的玻璃透射红光，吸收其他颜色的光光的颜色三原色红色绿色蓝色红色是光的三原色之一，绿色是光的三原色之一，蓝色是光的三原色之一，可以与其他颜色混合，可以与其他颜色混合，可以与其他颜色混合，产生各种颜色产生各种颜色产生各种颜色光的颜色颜色的混合加色法减色法12红色+绿色=黄色；红色+蓝色=品红色；绿色+蓝色=青色；红颜料的混合是减色法，例如，黄色颜料吸收蓝色光，红色颜色+绿色+蓝色=白色料吸收绿色光，混合后呈现黑色光谱连续光谱炽热固体光谱范围实例炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱连续光谱的范围取决于物体的温度，温度例如，白炽灯发出的光谱就是连续光谱是连续光谱，包含所有颜色的光越高，光谱范围越广光谱线状光谱稀薄气体原子结构稀薄气体发出的光谱是线状光谱，线状光谱的颜色和位置取决于原子只包含特定颜色的光的结构，每种元素都有其独特的线状光谱光谱分析通过分析线状光谱，可以确定物质的成分，这在化学分析和天文学中非常有用红外线特性与应用热效应遥控夜视红外线具有显著的热效红外线可以用于遥控，红外线可以用于夜视，应，可以使物体温度升例如电视遥控器就是利在黑暗环境中探测物体高，常用于加热、烘干用红外线进行通信的的热辐射等紫外线特性与应用化学效应荧光效应12紫外线具有较强的化学效应，紫外线可以激发某些物质发出可以杀菌消毒，促进维生素D的荧光，用于荧光分析和防伪合成对人体有害3过量紫外线照射会对人体造成伤害，例如晒伤、皮肤癌等，应注意防护射线特性与应用X穿透性电离效应高能辐射射线具有很强的穿透性，可以穿透人体，射线具有电离效应，可以使气体电离，射线是高能辐射，长期暴露会对人体造X XX用于医学诊断用于气体检测成伤害，应注意防护光与物质的相互作用吸收能量转化物体颜色光照射到物质上，部分光能被物质物体吸收特定波长的光，反射或透吸收，转化为热能或其他形式的能射其他波长的光，从而呈现出特定量的颜色光合作用植物通过光合作用吸收太阳光中的能量，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气光与物质的相互作用散射瑞利散射米氏散射当光通过远小于其波长的微小粒子时，当光通过与波长相近的粒子时，会发会发生瑞利散射，散射强度与波长的生米氏散射，散射强度与波长无关四次方成反比蓝光更容易被散射，云雾的颗粒大小与光波长相近，所以所以天空是蓝色的云雾是白色的光与物质的相互作用荧光吸收短波光发出长波光荧光材料123某些物质吸收短波长的光（例如紫外发出长波长的光（例如可见光），这荧光材料广泛应用于照明、显示、生线）种现象称为荧光物医学等领域本节课的重点回顾反射定律折射定律全反射光的波粒二象性入射角等于反射角n1sinθ1=n2sinθ2光从光密介质射向光疏介质，光既具有波动性，又具有微粒入射角大于临界角时发生全反性射反射与折射的异同点总结特征反射折射发生条件光在两种介质的界面光从一种介质斜射入上另一种介质光线方向返回原介质进入另一种介质角度关系入射角=反射角n1sinθ1=n2sinθ2生活中的光现象再观察倒影光斑彩虹平静的水面可以倒映出周围的景物，这是光阳光穿过树叶，在地面上形成圆形光斑，这雨后天晴，天空中出现美丽的彩虹，这是光的反射现象是小孔成像现象的折射和色散现象思考题更深入的光学问题问题一问题二问题三为什么天空是蓝色的，而日落时天空是红什么是全息摄影？它的原理是什么？光在量子力学中扮演什么角色？色的？课后作业实验观察与记录实验一实验二观察光的反射现象，探究反射角与观察光的折射现象，测量不同介质入射角的关系的折射率实验三用三棱镜分解太阳光，观察色散现象拓展阅读光学发展史古代光学近代光学现代光学古代人们对光的认识主近代光学主要研究光的现代光学主要研究光的要集中在几何光学方面，波动性和电磁性质，例量子性质，例如光电效例如对光的直线传播、如光的干涉、衍射和偏应、激光等现象的发现反射和折射的规律的认振等现象的发现和应用识拓展阅读现代光学技术激光技术光纤通信12激光技术广泛应用于通信、医光纤通信是现代通信的重要方疗、工业等领域，具有精度高、式，具有传输速度快、容量大、能量集中等优点抗干扰能力强等优点全息摄影3全息摄影是一种记录和重建物体三维图像的技术，具有逼真度高、信息量大等优点感谢观看，欢迎提问！感谢您观看本课件，希望通过本次学习，您对光的折射和反射有了更深入的了解如果您有任何问题，欢迎提问，我们将竭诚为您解答！。