第十七章 光的傳播（二、光的折射）
【教學目的】
1.復習光的反射定律，掌握光的折射定律的準確內涵
2.掌握介質的折射率的概念、物理意義
3.了解介質的折射率與光速的關系
【教學重點】
光的折射定律、折射率
【教學難點】
如何利用折射定律，以及光路可逆的知識解決相關問題
【教學過程】
復習引入
復習提問1：光做直線傳播的條件是什么？
學生：在同種、均勻介質種傳播。
復習提問2：當從一種介質到達另一種介質的分界面時，會發生什么現象呢？
學生：反射和折射。
復習提問3：根據我們初中所學，反射和折射分別有什么樣的規律？
學生：作答…
師生共同完善、豐富反射定律（結合圖1，抓“兩側”、“共面”、“相等”）；復習反射光路可逆知識。
引入：從剛才的復習可知，我們在初中對于反射的了解已經非常到位了，但對于折射，還只是知道了一些定性的規律。那么，關于折射的定量規律究竟怎樣呢？
一 光的折射定律
結合圖2，復習入射角θ1和折射角θ2的概念。
關于光的折射，究竟有什么樣的定量規律？原來在一千多年前，人們就開始在思考、探索這個問題。根據歷史記載，在探索光的折射規律的實踐中，做出過重要貢獻的有托勒密、開普勒、斯涅爾、笛卡兒、費馬等人，他們研究的內容包括傳播方向規律，傳播速度規律、能量分配規律等等。本節課，我們主要介紹他們在研究傳播方向與速度方面的成就──
公元140年，古希臘天文學家托勒密通過實驗得到：
a.折射光線跟入射光線和法線在同一平面內；
b.折射光線和入射光線分居在法線的兩側；
c.折射角正比于入射角。
（托勒密的實驗數據記錄非常詳細、準確，只可惜欠缺數學眼光，致使結論的總結出現錯誤。而這個看來僅僅一步之遙的距離卻又使人類經歷了一千五百多年的探索！）
16XX年，德國天文學家開普勒出版《折光學》一書，闡述了他對大氣折射研究的成果；開普勒根據他自己總結的折射原理制成勒開普勒望遠鏡，最早地開辟了光的折射在應用領域的先河。
（開普勒的具體“規律”若何，記載不詳…）
1622年，荷蘭數學家斯涅耳經過進一步的實驗，并在借鑒前人觀點的基礎上總結出現在的折射定律──
1.折射定律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內，折射光線和入射光線分別位于法線兩側；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n表示這個比例常數，就有
= n
實踐是檢驗真理的唯一標準，我們很希望通過自己的實驗來驗證斯涅耳的折射定律，但由于條件所限，今天只能“略過”。下表展示了人們經過精確測量后，得出的光線從空氣射入玻璃時相關數據，我們可以看出：①在小角度情形下托勒密結論的“正確性”；②在實驗誤差允許的范圍內，斯涅耳定律的廣泛正確性。
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