光的直线传播 光速。

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课，帮助教师更好的完成实现教学目标。写好一份优质的教案要怎么做呢？下面是小编精心为您整理的“光的直线传播 光速”，欢迎您参考，希望对您有所助益！

教学目标
知识目标
1、知道光在同一种均匀媒质中是沿直线传播的．
2、知道光的直线传播的一些典型事例（如小孔成像、日月蚀等）．
3、记住光在真空中的传播速度．不要求知道光速的测量方法．

能力目标
1、能根据光的直线传播原理找出本影和半影，能解决日月蚀问题．
2、会使用光的直线传播性质解释有关光现象如：影子的形成．

情感目标
1、通过光的直线传播的学习，让学生正确的认识日月蚀现象，破除传统的迷信思想，树立科学的人生观．
2、用科学家对光速进行测定的不懈努力的事实，教育学生面对困难要树立信心，勇于探索．
3、利用几何知识解决光学问题，学会知识的迁移和变通．

教学建议

本节内容是在初中学习的基础上进一步加深和拓宽．

重点掌握以下几部分知识点：

1、光沿直线传播的条件：光在同种均匀介质中沿直线传播．

讲解时能说明光沿直线传播的实例有：小孔成像，本影和半影等都能证明光沿直线传播．

2、光源：能够发光的物体．是把其它形式的能转化为光能的装置．

3、光线：光线只代表光的传播方向，它不是客现实际存在的东西，光线是光束的抽象．是在研究光的行为时用来表示光的传播方向的有向直线．

4、光束：有一定关系的一些光线的集合称为光束

5、介质（媒质）、光在其中传播的物质、但要注意：光传播时并不需要介质．

6、影：光线被挡住所形成的暗区．影可分为本影和半影，在本影区域内完全看不到光源的光照射，在半影区域内只能看到部分光源发出的光．如果是点光源，只能形成本影，如果不是点光源，一般会形成本影与半影．光的直线传播可以通过本影和半影的实验来证实如图所示一个点光源，在不透明的物体后面能形成一块阴暗的区域．

如图所示两个或几个光源，在不透明的物体后面能造成本影和半影区域．

7、日食：发生日食时，太阳、月球、地球在同一条直线上，月球在中间，在地球上月球本影里的人看不到太阳的整个发光表面，这就是日全食，如a区．在月球半影里的人看不到太阳某一侧的发光表面，这就是日偏食如b区，在月球本影延长的空间里的人看不到太阳发光表面的中部，能看到太阳周围的发光环形面，这就是日环食，如c区．

8、月食：发生月食时，太阳、月球、地球同在一条直线上，地球在中间，如图所示，当月球全部进入地球本影区域时形成月全食，如图a区；当月球有一部分进人地球本影区域时形成月偏食，如图b区；但要注意，当月球整体在c区时并不发生月偏食．

9、光速：通常光在真空中的速度为C=3.00×108m/s．

注意：光在介质中的传播的速度都将小于该值．

--示例

光的直线传播、光速

（－）引入新课

现在我们学习光学知识，在初中我们学习过，请同学们思考如下问题：

1、什么叫光源，生活中有哪些物体是光源？

2、光线如何表示？

3、小孔成像说明了什么？

在学生思考后请同学提问，教师就学生的回答进行解释和说明．由此引入新课．

（二）教学过程（）

教师带动学生重点分析以下知识点：

1、光源：

（l）光源：（自身）发光的物体、如：太阳、蜡烛的光焰等．

注意：月亮不是光源，因为月亮本身不发光，而是反射的太阳光．

点光源：可忽略自身尺寸的光源，象质点、点电荷、理想气体一样，是理想化的物理模型．当光源的尺寸远小于它到观提点的距离时就可看作点光源．

（2）光能：光具有的能量，包含在光束中．

光源发光的过程是其他形式的能转化为光能的过程，光照到物体上，光能又可转化为其它形式的能．光束射入人眼才能引起人的视觉．

2、光的直线传播

（1）介质：光能够在其中传播的物质、如：空气、水、玻璃等．

注意：光能在真空中传播，说明光的传播并不依靠介质．

（2）光直线传播的条件：同一种均匀介质中．

光直线传播产生的光现象有：小孔成像、形的形成、日食和月食等．

3、影：

（l）点光源的影

点光源发出的光，照到不透明的物体上，物体向光的表面被照明，在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域．

（2）较大发光面的本影和半影．

完全不会受到光的照射的范围是本影，本影周围还有一个能受到光源发出的一部分光照射的区域，是半影，比较以上两图，光源的发光面积极大，本影区越小，无影灯就是根据此原理设计的．

注意强调：本身能够发光的物体叫光源，光源发出的光可用光线表示，但光线实际上是不存在的；光在同一种约匀介质中沿直线传播，正因如此，才能在障碍物的背面留下影子．

关于光的直线传播的问题，除了一些现象解释以外，还会出现一部分相关的计算和证明，大多数都是利用光的直线传播理论和几何知识来解决的．

例题1：一人自街上路灯的正下方经过，看到自己头部的影子正好在自己的脚下，如果人以不变的速度朝前走，试证明他头部的影子相对于地面的运动是匀速直线运动．

分析证明：

先根据光的直线传播和几何知识，确定某时刻人头影的位置，再应用运动学知识推导出其位移或速度的表达式即可得证．

设灯高为H，人高为h，如图所示、人以速度V经一段时间；到达位置A处．

由光的直线传播可知：人头的影应在图示B处，由三角形相似得：

即：

人头的影的速度

因为H、h、V都确定，故V也是确定的，即人头的影的运动是匀速直线运动．

例2某夏天中午晴天，若发生了日偏食，在树荫下，可看见地面有一个个亮斑，这些亮斑是太阳光透过浓密的树叶之间的缝隙照射到地面上形成的，这些亮斑的形状是：

A、不规则的图形B、规则的图形

C、规则的月牙形D、以上都有可能

分析解答：

亮斑是由小孔成像所致，小孔成像是因光的直线传播产生的，其所成像相对物而言是倒立的与物形状相似的实像，其形状与小孔的形状无关，故选（C）．

通过以上实例的分析，请同学注意在以后处理有关光的直线传播的问题时，一定要充分利用数学几何知识，结合正确的光路图来求解．

探究活动

1、动手制作一个小孔成像观测器．
2、查阅资料，了解历史上对光的传播速度的测定方法．
3、注意观测发生日食和月食时的现象以及规律．

扩展阅读

第十七章　光的传播（一、光的直线传播）

第十七章光的传播（一、光的直线传播）

光学简介

我们无法想象一个没有光明的世界，光使我们认识周边的事物，提供了人类直接感知信息的90%。

除了感知周边的事物，人们很早就对宇宙天体进行光学观测，逐渐形成了科学的世界观。正是有了精确的天文观测，才有了开普勒三定律，才有牛顿万有引力定律的诞生，为经典物理大厦的建立打下了坚实的基础。

人们不仅对光的传播规律进行研究和应用，到十七世纪，科学家们还开始对光的本性进行深层次的思考，这方面的研究到二十世纪取得了丰硕的成果。光的波粒二象性学说为人们认识整个世界提供了一个更完美的视角。而对于光谱的研究则是人们深入探索微观世界的契机。

第一节光的直线传播

【教学目的】

1．知道光在同种均匀介质中沿直线传播，并能用来解释相关现象．

2．理解光源的概念，知道光线是表示光的传播方向的直线，是一个抽象模型．

3．知道光在真空中的传播速度是3×108m/s，会根据公式计算光传播的路程和时间．

【教学重点】

光的直线传播，光在真空中的传播速度

【教学难点】

利用光的直线传播原理解释一些光学现象

【教学过程】

引入

我们学习光学，有必要从一些最基本的概念和规律开始──

一光源

宇宙间的物体，有的是发光的，有的是不发光的。我们把能自行发光的物体叫做──光源：能自行发光的物体。

请大家注意构成这个概念的字眼，关键词是什么？

那么，我们下面看这样一些物体，（宇宙空间）太阳、月亮星星；（周边事物）萤火虫、（通电的）灯泡、反光镜，哪些是光源，哪些不是？

学生：交流、作答（太阳、萤火虫、电灯泡）。

光源之所以自行发光，是因为消耗了其它形式的能，进而将它们转化成了光能。请大家分析一下上面提到的三个光源的能量转化情况…

学生：萤火虫──生物能→光能；电灯泡──电能→光能；（教师补充：对于太阳的能量转化，情形要复杂一些，我们会在第二十二章学习到。它完成的是原子能到光能的转化。）

世界上有多种多样的光源，我们有必要对它们进行分类，但正如力的分类有几种不同的体系一样，光源的分类方式也不是唯一的。

如果我们按照光源的形成分类，可以分为自然光源和人造光源。

如果按照光源的形状，可以分为点光源、线光源、面光源等。

如果按照光照的方向特点，可以分为平行光源、发散光源等。

我们能看到光源，是因为它发出的光射入眼睛，产生了视觉反映。我们能看到不发光的物体，是因为光源发出的光能够被它们发射，而反射光进入眼睛产生了视觉。

二光的直线传播光线

光的直线传播规律是我们比较好接受的。但作为一个严谨的科学结论，人们发现，直线传播的规律也是有条件的。所以，我们有必要先接触一个名词──

介质：光能够在其中传播的物质。

我们遇到的一些物质中，有些是透明的，有些则不透明。可以这样看，透明物质就是光介质。

人们研究发现，光只有在同种、均匀的介质中才是直线传播的。

1．光在同种、均匀介质中是直线转播的。

光的传播知识在初中我们已经知道了一些，请大家告诉我，为什么要强调“同种”？

学生：光越过不同介质要发生折射现象。

为什么还要强调“均匀”呢？

学生：快速浏览…

为了直观地表征光的直线传播规律，人们还引进了光线的概念──

2．光线：沿光的传播方向作一条线，并标上箭头，表示传播方向。

在暗室的窗上开一个小孔，让一束阳光射入，可以看到光的传播路径是笔直的。漆黑的夜晚，探照灯射过有烟雾的天空，我们也能“光沿直线传播”的壮观景象，这都是光沿直线传播的直接证据。但是，能不能说，这些就是光线呢？

学生：思考、交流…

教师（联系传媒）展示相关事实：①如果天空非常明净，我们看到的是探照灯的光柱，还是到达地面的光斑？②在太空，宇航员能看到太阳“光线”吗？

学生：光斑；不能。

事实上，即使再细的光束，也不能说它就是光线，因为光线是人们为了表征光的传播而引进的一个抽象工具，它是一个理想模型，而不是真实的存在。

光线尽管是一个抽象模型，但对人们运用光的直线传播规律分析问题是非常有效的。下面看几个典型的事例──

a．眼睛判断发光点的位置，列队时“向前看齐”，枪手瞄准；

b．小孔成像；

c．日食和月食的形成。

学生：补充一些应用光的直线传播规律的事例…

利用光线的概念，我们还可以准确界定平行光和发散光的概念──

平行光：所有光线都平行的光叫平行光。请大家注意这个概念…真正的平行光源事实上是很难找到的，我们常常将太阳光近似看成平行光（但在研究小孔成像、月食和日食的形成时，并不能作这种近似处理）；用一些光学仪器可以造就比较理想平行光，譬如激光器、凸透镜等。

与平行光相对应的则有发散光（常见）和会聚光（不常见）。

三．光速

光在真空中的传播速度为c=3.00×108m/s，这就是通常意义上的光速。事实上，光传播到其它介质时，传播速度会小于c（定量规律在下一节介绍）。

光速c是一个什么样的概念呢？我们不妨做这样一些估算──

1．如果飞船绕地球以光速飞行，它1秒钟可以绕行7.5圈；

2．如果飞船以光速飞行，它从地球到达月球，只需要1.3秒。

尽管光速是如此之大，但由于宇宙中某些天体之间的距离非常遥远，光的传播仍需要很长的时间，如：太阳光到达地球需要8分钟，光线从天狼星到达地球甚至需要8.7年！

由于光速很大，所以在相当长的时期内人们认为光的传播根本不需要时间，直到17世纪，科学家们才发现光速是有限的，在测定光速的努力中，很多科学家都做出了贡献。有关的物理学史和目前光速的权威、精确数据怎样，请大家课后参看《阅读材料──光速的测定》。

四小结

本节课，我们复习了一个基本的规律──光的直线传播，介绍了一个数据──光速，了解了几个名词──光源、光线、介质、平行光等等。如果说今天的学习相比初中应该有所提高的话，请大家留意规律的条件、数据的数量级、概念的准确措辞，物理术语和口头的俗语之所以不同，就是因为它们具有准确的内涵，而不是只给人一种似是而非的模糊印象。

五作业布置

【板书设计】

注意“教学过程”的带框字符，即是板书计划。

高三物理教案：《光的直线传播教案》教学设计

一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性，作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，使教师有一个简单易懂的教学思路。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？小编特地为大家精心收集和整理了“高三物理教案：《光的直线传播教案》教学设计”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

本文题目：高三物理第一单元教案：光的直线传播教案

[教学目标]

1、 积极参与影子游戏，在游戏中思考阴影的成因;能通过探究归纳得出光的传播规律，进而能用光的直线传播来理解小孔成像、日食、月食等现象。

2、 了解光的传播需要一定的时间，知道真空中、空气中的光速，理解测光距的原理。

3、 了解我国古代在光现象研究上的成就，知道中华文明对科学发展作出的贡献。

[重点难点]

1、光的直线传播的探索过程，光速的大小及理解有关的生活、自然现象

2、日食、月食的成因，光速的应用

[设计思想] 这是一节集物理现象、物理规律于一身的课。授课时，先通过游戏体验有关的现象，提出问题，进行猜想和检验，得出结论，让学生在愉快中获得知识。了解光和影揭开了中国古文明的秘密，以及用激光制成的测距仪，让学生到科学的巨大作用。

[教学用具]

学生自带：手电筒、厚纸板2张、铅笔、玩具激光器(没有可不带);

教师备有：豆浆、方水槽、水。

[教学过程]

一、 新课引入

师：大家请看，阳光从窗口照到了我们的教室，大家有没有想过，光是如何传过来的?

二、 新课教学

师：“同学们，这堂课我们先做个游戏。大家打开手电筒，在桌子上竖一支铅笔，谁能用手把影子压在下面?”

生：实验

师：“能否压住?为什么会产生影子?”

生：(可能的答案)“光沿直线传播”

(说明：由于学生小学自然常识已学过，马上会想到这个答案，但未必知其所以然。)

师：“为什么光沿直线传播会产生影子?”

生：回答

(说明：如果教室离操场较近，在太阳下游戏效果更佳，趣味性更强。)

师：“光在水中是否沿直线传播呢?请同学们利用桌上的器材如何设计一个实验证明光沿直线传播?

(说明：因为小学已学过，所以光在空气中和水中传播择其一个探究即可。)

生：分组试验，再派代表交流发言。(对于光线显现不清晰的问题，可让同学们再讨论。)

师：“通过试验，可得到什么结论?”

生：回答

师：打开投影仪，光投向银幕。“同学们，我们再做一个游戏，利用手影做出一些动物的形状，哪个同学来试试?”

师：让一些举手的同学来表演

师：“手影为什么会随手形改变?”

生：回答

(说明：两个游戏分阶段做，可保持课堂的活跃气氛。)

师：“请同学们观看图3-29，林间的光柱说明了什么?

生：回答

师：“请大家再做一个实验，在厚纸板上用刀挖一个三角形的孔，同学们拿纸板在日光灯下观察下面的光斑，会看到什么?”

(说明：拉上窗帘，让教室暗一些。日光灯开得不易多。这个实验现象学生会觉得意外惊奇，从而提高了学生的兴趣，增强了学生的思维。)

生：实验。

师：“请代表发言。”

生：回答。

师：“为什么会有长方形光斑?”

生：回答。

(说明：估计学生难于讲清。)

师：介绍《墨经》中关于小孔成的故事，并让学生阅读P79有关内容。

师：板画

“哪能个同学领会书上的内容，来黑板画图说明?”

“光线可以用带箭头线表示”

生：代表上黑板画

师：“小孔成像说明了什么?”

生：回答

师：“刚才为什么三角形孔下看到了圆形光斑?”

生：回答

师：“同学们，日食，月食知道是怎么一回事吗?”

生：回答

师：讲述“光与影揭开了中国文明的秘密”的故事，并多媒体展示日食，月食的情景。

“日食，月食说明了什么?“

生：回答

师：“通过刚才的学习，我们来总结一下，光如何传播?哪些现象说明光沿直线传播?”(板书)

师：“光传播需要时间吗?”

“课本上两个卡通人谁说得对?”

生：讨论

师：讲解光速并板书，然后要求同学们阅读P79光速

师：要求同学们看课本“读一读”。

生：阅读

师：投影思考题

“向月球发射一束激光，过2.5秒钟接收到反射回来的光，计算月球离地球多远?”

生：练习

(通过练习，既熟悉了光速的应用，也进一步了解了测距仪的作用。)

三、 课堂小结

1、光是沿直线传播的。2、光每秒传播的距离是3×108m。3、通过游戏发现问题，从而进一步实验探究，得出结论。

四、 巩固练习

1、 下列不属于光的直线传播的是( )

A、灯泡发光时温度很高 B、烈日下用伞挡阳光 C、挖隧道用激光准直

D、小孔成像

2、向月球发射一束光，过2、5秒钟接收到反射回来的光，计算月球离地球多远?

五、 布置作业

课本P66 WWW

附1：板书设计

三、光的直线传播

影子的形成 小孔成像图

小孔成像 光沿直线传播

日食、月食 光速----每秒3×108m

附2教学建议

1、 游戏人人参与，让学生体验学物理的快乐。踩影子的游戏如在太阳下更好。

2、 光的直线传播因小学已学过，在空气和水中传播的实验择其一个做即可。

3、 小孔成像实验需在光线较暗的教室内做效果好。

4、 日食、月食可用多媒体演示。

高考物理知识点速查复习光的直线传播的考点分析

光的直线传播的考点分析
考点：平面镜的特点：
①光线的角度变化关系
入射角改变多少，反射角改变多少
平面镜转动θ角，入射角改变θ，反射光线的反射角改变2θ角。
②运动关系
镜不动，物像移动的速度大小相等，方向相反。
当物不动，平面镜与物像的连线的夹角为θ时，平面镜移动的速度V1和像移动的速度V2的关系为：V2=2V1sinθ。
③物像关系（透视关系）
大小相等，正立的虚像，像、物关于平面镜对称，左右颠倒
（平面镜内成的像，若在平面镜后面透视，看到即为实际）
④光源在两相交的平面镜内的成像个数
考点：平面镜成像作图
物像对称定光路，入射、反射两角度；光路可逆巧应用，虚实、箭头尺规图。
考点：发生折射的两个面平行，则出射光线与入射光线平行。
考点：介质的折射率测定的方法
1、用折射法测定
1、如图所示，一储油桶，底面直径与高均为d，当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高一半时，由A沿AB方向看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距d/4，求油的折射率和光在油中传播速度。
答案：
如图所示，因底面直径与桶高相等，由此可知
∠AOF=∠ABG=450；由OD=2CD可知∠COD的正弦
油的折射率
油中的传播速度
2、如图所示，将刻度尺直立在装满某种透明液体的广口瓶中，从刻度尺上A和B两点射出的光线AC和BC在C点被折射和反射都沿直线CD传播，已知刻度尺上两相邻两根刻度线间的距离为10cm，刻度尺在右边缘与广口瓶右内壁之间的距离d=25cm，则瓶内流体的折射率为多少？
2、全反射法测定液体的折射率
考点：全反射的应用—光导纤维
光在光导纤维中传播时，光程为纤维长度的n倍，其中n为纤维的折射率。S=nL
1、如图所示，长为L、折射率为n的玻璃砖，若光线从A射入恰好在其中发生全反射，经过多次全反射后恰好从B端射出。光在真空中的速度为c，求光从A到B的时间。
光线通信是一种现代化的通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如下图所示，设此玻璃管长为L，折射率为n且光在玻璃内界面上恰好发生全反射，若光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为
A、B、C、D、
答案:A
如图5所示，一光导纤维内芯折射率为n1,外层折射率为n2，一束光信号与界面成α角由内芯射向外层，要在界面上发生全反射，必须满足什么条件
A、n1n2，α大于某一值B、n1n2，α大于某一值
C、n1n2，α小于某一值D、n1n2，α小于某一值
答案：C
一根直玻璃棒材料的折射率为n，要让从玻璃棒一端面射入的光线都能在玻璃棒内发生全反射而沿玻璃棒向前传播，则入射光线的入射角θ1应满足一定的条件，这条件是_____(答案：)
如图所示，是光导纤维的一部分，它可以认为是处于空气中的一个折射率为n的圆柱型透明体。要使从端面进入的所有光线都不会从侧面射出，而是从另一个端面射出，这种透明体的折射率必须满足什么条件？
解：光线从空气进入光导纤维，最大的入射角为900,此时的折射角为θ2：………………①
在光导纤维的面上仍能发生全反射，则入射角θ3=900-θ2
θ3≥C，又sinC=1/n，
………………②
又…………………………③
由①②③得：
一根直玻璃棒材料的折射率为n，要让从玻璃棒一端面射入的光线都能在玻璃棒内发生全反射而沿玻璃棒向前传播，则入射光线的入射角θ1应满足一定的条件，这条件是_____
答案：
考点：各量的变化关系

第十七章　光的传播（二、光的折射）

第十七章光的传播（二、光的折射）

【教学目的】

1．复习光的反射定律，掌握光的折射定律的准确内涵

2．掌握介质的折射率的概念、物理意义

3．了解介质的折射率与光速的关系

【教学重点】

光的折射定律、折射率

【教学难点】

如何利用折射定律，以及光路可逆的知识解决相关问题

【教学过程】

复习引入

复习提问1：光做直线传播的条件是什么？

学生：在同种、均匀介质种传播。

复习提问2：当从一种介质到达另一种介质的分界面时，会发生什么现象呢？

学生：反射和折射。

复习提问3：根据我们初中所学，反射和折射分别有什么样的规律？

学生：作答…

师生共同完善、丰富反射定律（结合图1，抓“两侧”、“共面”、“相等”）；复习反射光路可逆知识。

引入：从刚才的复习可知，我们在初中对于反射的了解已经非常到位了，但对于折射，还只是知道了一些定性的规律。那么，关于折射的定量规律究竟怎样呢？

一光的折射定律

结合图2，复习入射角θ1和折射角θ2的概念。

关于光的折射，究竟有什么样的定量规律？原来在一千多年前，人们就开始在思考、探索这个问题。根据历史记载，在探索光的折射规律的实践中，做出过重要贡献的有托勒密、开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马等人，他们研究的内容包括传播方向规律，传播速度规律、能量分配规律等等。本节课，我们主要介绍他们在研究传播方向与速度方面的成就──

公元140年，古希腊天文学家托勒密通过实验得到：

A．折射光线跟入射光线和法线在同一平面内；

B．折射光线和入射光线分居在法线的两侧；

C．折射角正比于入射角。

（托勒密的实验数据记录非常详细、准确，只可惜欠缺数学眼光，致使结论的总结出现错误。而这个看来仅仅一步之遥的距离却又使人类经历了一千五百多年的探索！）

1611年，德国天文学家开普勒出版《折光学》一书，阐述了他对大气折射研究的成果；开普勒根据他自己总结的折射原理制成勒开普勒望远镜，最早地开辟了光的折射在应用领域的先河。

（开普勒的具体“规律”若何，记载不详…）

1622年，荷兰数学家斯涅耳经过进一步的实验，并在借鉴前人观点的基础上总结出现在的折射定律──

1．折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n表示这个比例常数，就有

=n

实践是检验真理的唯一标准，我们很希望通过自己的实验来验证斯涅耳的折射定律，但由于条件所限，今天只能“略过”。下表展示了人们经过精确测量后，得出的光线从空气射入玻璃时相关数据，我们可以看出：①在小角度情形下托勒密结论的“正确性”；②在实验误差允许的范围内，斯涅耳定律的广泛正确性。

入射角θ1(°)

折射角θ2(°)

θ1/θ2

sinθ1/sinθ2

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

1.71

1.51

70

38.6

1.81

1.50

80

40.6

1.97

1.51

斯涅耳的折射定律并非完全没有受到挑战──

1637年，法国哲学家、数学家、物理学家笛卡儿出版《屈光学》一书，认为光的传播可以用网球在两种介质分界面上运动来模拟反射、折射和全反射，并假定平行于界面的速度分量不变，导出“sini/sinr=常数；光线在光密介质中传播速度较大”的折射定律。

（笛卡儿的折射规律是一种纯理论的推测，尽管有正弦之比等于常数的结论，但他认为光从光疏介质进入光密介质时折射角较大，传播速度也会更大，这两个定性结论都是错误的。）

1661年，法国数学家、物理学家费马起来批驳笛卡儿的理论，他用的也是纯理论的方法──光程最短法。这是一个在现代光学中普遍适用的理论，尽管在当时还不是能够很好的被人们接受，但费马证明的结果，认为斯涅耳的结论是正确。

启发：请同学们比较一下折射定律和反射定律，它们有什么相同点和不同点？

学生：“两侧”、“共面”是相同的，角度关系是不同的。

其实，这两个定律还有一个共同点，人们研究发现，（参看图2）当光线沿BO方向入射，那么它的折射方向将沿OA方向，也就是说──

2．折射光路是可逆的。

这一点，在折射定律的应用中常常起到非常重要的作用。

过渡：斯涅耳的折射定律中出现了一个比例常数n，这个常数是相对不变的还是“万古不变”的呢？

二折射率

进一步的实验研究表明，折射定律中的比例常数n并不是一个“万古不变”的的常数，只要改变两种介质中的任何一种，n将随之改变。

下面是几个折射情形的n值展示：空气到玻璃──1.50；空气到水──1.33；水到玻璃──1.13；…

为了探讨这个常数的规律，人们先将一种介质定下来，那么，n就只和另一种介质相关了。譬如，我们将入射空间的介质定下来，而且规定为一种最简单的介质──真空，那么

1．折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦的比值n，叫做这种介质的折射率。

从折射定律不难得出，真空自身作为一种介质，它的折射率为多少？

学生：为1

每种透明介质的折射率都有一个固定值，下表展示了几种常见介质的折射率──

几种介质的折射率

金刚石

2.42

岩盐

1.55

二硫化碳

1.63

酒精

1.36

玻璃

1.5~1.9

水

1.33

水晶

1.55

空气

1.00028

从表中可以看出，空气的折射率非常接近于1，所以，我们常常将空气介质近似看成真空。

由折射定律可以得出，对于相同入射角θ1，n越大时，折射角θ2会怎样？

学生：越小。

对应光的偏折量大，还是小？

学生：大。

n大，光线偏折越厉害。所以──

物理意义：折射率n是表明材料对光线偏折能力大小的物理量。

材料折射率的存在，不仅可以改变光的传播方向，还能改变光的传播速度。光在介质中的传播速度v和真空中的光速c、材料n之间有以下关系

2．光的传播速度和折射率的关系：v=

鉴于真空之外的任何介质的折射率都大于1，所以，光在真空之外任何介质的传播速度都小于c。

而且，从上式不难发现，光在介质中的速度规律与光的入射方向并没有什么关系，这和方向规律是略有不同的（折射定律中规定“斜射”，这里就没有必要了）。

了解了光的折射的方向规律和速度规律，下面做一个应用──

三小结

本节课，我们复习了光的反射定律，定量地介绍了关于光的折射的方向规律和传播速度规律，并阐述了折射率的物理意义。对于光的折射，其实除了方向和传播速度规律外，还有能量、振动面的规律、位相的规律等等。

四作业布置