Transcript 光的折射(4149 KB )

 探索實驗 
水入錢出
科學教育學習網
2008/12/31
http://science.edu.tw/index.jsp
1
介質
光的折射現象
光速
(km/s)
真空 300000
1
225000
3/4
玻璃 200000
2/3
水
折射現象：
與真空
比較
光由ㄧ介質進入另一介質
 光 行進方向 會 偏折
反射光
入射光
折射原因：
介質不同
 光 傳播速率不同
2008/12/31
空氣
水
折射光
2
光的折射現象-- 折射定律
1. 入射線、法線、折射線在同一平面上
2. 入射線、折射線在法線兩側
光從 空氣 射入 水
(速度快的介質) (速度慢的介質)
 (1) 折射線 偏向 法線
(2) 入射角> 折射角
(3) 頻率不變
速度小角小；速度大角大
2008/12/31
3
光的折射現象-- 折射定律
1. 入射線、法線、折射線在同一平面上
2. 入射線、折射線在法線兩側
光從 玻璃 射入 水
(速度慢的介質) (速度快的介質)
 (1) 折射線 偏離 法線
(2) 入射角 < 折射角
(3) 頻率不變
速度小角小；速度大角大
2008/12/31
Q：垂直入射？
4
光的折射
折射率 n：
n
c
v

光在真空中的速度
光在介質中的速度
n↑  v↓
介質
真空
空氣
水
酒精
糖水
有機
玻璃
玻璃
鑽石
折射率
1
1.00
1.33
1.36
1.49
1.50
1.5~1.7
2.42
2008/12/31
5
光的折射
生活實例
筷子在水中的折射
魚在水中
 感覺上升、較淺
海市蜃樓
冷空氣、密度大、速度小
熱空氣、密度小、速度大
2008/12/31
6
 想想看 
右圖左方是光線自空氣進入水中時，路徑偏折的情形；右
方為筷子斜放入水中看到的情況。若將入射光線與筷子實
體延伸，如圖中虛線所示，為何水中的折射光線向下偏離
虛線，而水中所見的筷子卻往上偏離？是否有矛盾之處？
2008/12/31
7
 生活應用題
若水中的青蛙看岸邊路燈，而岸邊有人觀看水
中的青蛙，則下列有關所見高度或深度的比較，
哪些正確？
【99.大學學測】
2008/12/31
8
 探索實驗 
水入錢出
科學教育學習網
2008/12/31
http://science.edu.tw/index.jsp
9
 挑戰題
有陷阱！！
將粗細均勻的金屬圓棒，插入盛水之圓形透明玻
璃杯內。當人眼由杯外略高於水面的位置，透過
水面與杯子側面觀看水中的圓棒時，圓棒看似折
斷，粗細也不均勻。
若以灰色線段代表看到的水中圓棒，則下列哪一
圖是人眼看到的景象？
【92.大學學測】
(A)
(B)
(C)
(D)
2008/12/31
10
 趣味實驗 
三稜鏡
2008/12/31
11
Flash 理化練功房http://www.tnajh.ylc.edu.tw/~ldc/main.php
光的折射
重點二：凸透鏡 ( 會聚透鏡 ) -Ⅰ
中間厚邊緣薄
能會聚光線
實例：點火柴、老花眼鏡
雙凸
2008/12/31
平凸
凹凸
12
光的折射
重點二：凸透鏡 ( 會聚透鏡 ) -Ⅱ
2008/12/31
13
 透鏡成像作圖法 
重點二：凸透鏡 ( 會聚透鏡 ) -Ⅲ
三條特殊光線
1. 平行於中心軸的入射光線，折射後通過焦點。
2. 射向焦點的入射光線，折射後平行於中心軸。
3. 射向透鏡的入射光線，折射後方向不變。
2008/12/31
14
光的折射
重點二：凸透鏡 ( 會聚透鏡 ) -Ⅳ
成像性質：
焦距
物距
像距
像的性質
應用
f
u→∞
v=f
不成像
測焦距
f
u>2f
f<v<2f
倒立、縮小的實像
照相機
f
u=2f
v=2f
倒立、等大的實像
粗測焦距
f
f<u<2f
v>2f
倒立、放大的實像
幻燈機
f
u=f
v→∞
不成像
手電筒
f
u<f
正立、放大的虛像
放大鏡
2008/12/31
15
光的折射
重點三：凹透鏡 ( 發散透鏡 ) -Ⅰ
中間薄邊緣厚
能發散光線
實例：近視眼鏡
雙凹
2008/12/31
平凹
凸凹
16
光的折射
重點三：凹透鏡 ( 發散透鏡 ) -Ⅱ
2008/12/31
17
 透鏡成像作圖法 
重點三：凹透鏡 ( 發散透鏡 ) -Ⅲ
三條特殊光線
1. 平行於中心軸的入射光線，折射後發散光線，
其延長線通過鏡前焦點。
2. 射向鏡後焦點的入射光線，折射後平行中心軸。
3. 射向透鏡的入射光線，折射後方向不變。
2008/12/31
18
光的折射
重點三：凹透鏡 ( 發散透鏡 ) -Ⅳ
成像性質：
焦距
物距
像距
像的性質
應用
f
任何位置
與物同側
正立、縮小的虛像
近視眼鏡
2008/12/31
19
Now
請各位同學拿出
”透明保特瓶” 和 ”可愛公仔”
透過空瓶子，看到後方公仔的像，
為何？？
裝滿清水後，像又為何？？
2008/12/31
20
光的折射
重點四：眼睛
眼睛照相機
晶狀體  焦距
瞳孔  光圈
視網膜  底片
成像過程：
晶狀體像凸透鏡將光線會聚
 睫狀肌調整晶狀體的形狀大小
 使光線會聚在視網膜上
2008/12/31
21
光的折射
重點五：眼鏡 -Ⅰ
近視：
看遠處，成像於視網膜前
矯正：凹透鏡
2008/12/31
22
光的折射
重點五：眼鏡 -Ⅱ
遠視：
看遠處不清楚，成像於視網膜後
矯正：凸透鏡
2008/12/31
23
光的折射
重點五：眼鏡 -Ⅲ
老花眼：
睫狀肌調節能力變差
 看近物，成像於視網膜後面
矯正：凸透鏡
眼鏡的度數：
定義：
眼鏡的度數

100
透鏡焦距 (cm)

100
度
f
凸透鏡  f > 0； 凹透鏡  f < 0
度數越深，配戴眼鏡的焦距越小
2008/12/31
24
光的折射
重點六：視力保健
1. 多接觸大自然，常看遠方綠色植物
2. 讀書時姿勢端正，距離桌面以
30 - 40 cm為宜
3. 燈光從左上方照射，光線充足
4. 避免用眼過度，不超過 2 小時
5. 電腦螢幕和眼睛距離 60 – 70 cm，
視線 10 – 20 度
6. 多攝取含有維他命 A 的食物
7. 定期視力檢查，若須配戴眼鏡，
須先請眼科醫師檢查
2008/12/31
25
光的折射
Q&A
課後記得練習喔！！
參考資料
1.
普通高級中學基礎物理全冊及教師手冊，南一書局，林
明瑞主編
2.
高中新超群基礎物理全冊，南一書局，陳忠城編著
3.
科學教育學習網, http://science.edu.tw/index.jsp
4.
Flash 理化練功房,
http://www.tnajh.ylc.edu.tw/~ldc/main.php
5.
Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
6.
普通高級中學必修科目「基礎物理」- 98課程綱要
7.
九年一貫課程綱要 - 自然與生活科技學習領域
2008/12/31
27