光的反射与折射教学设计.docx
13.1光的反射与折射 教学设计【教学目标】知识与技能1 .理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和有关的计算。2 .理解光的折射率，了解介质的折射率与光速的关系，并能用来计算。3 .知道光路是可逆的，并能用来处理rr关的问题。过程与方法通过实验，理解光的折射定律。情感、态度与价值观通过本节内容的学习，能够认识和解释生活中的一些光现象，增强学习物理 学的兴趣。【教学重难点】重点：光的折射定律的理解和应用。难点：光的折射率的理解。【教学方法】实验演示法【教学用具】激光光学演示器、激光手电、水槽、刻度盘、三角板、计算机、大屏幕、自 制CAI课件【教学过程】一、引入新课教师：初中我们学了光的反射定律，请同学们回忆一下。学生：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别 位于法线的两侧，反射角等于入射角。且反射现象中，光路是可逆的。（课件演 示：光的反射）教师：今天我们学习光的另外一种现象，看小实验。小实验：让学生自己带水杯（最好都带快餐杯），筷子、铅笔、圆珠笔等， 将筷子插入水中，让学生观察水面处筷子形状的变化，水中的筷子是向上折了还 是向下折了；让学生向盛水的杯和无水的杯中分别投放硬币，观察水中的硬币看上去是变浅了还是深了。学生：插入水中的筷子，看上去好像在水面处折断了，且向上折；水中的硬 币变浅了。教师：如何解释上面的现象呢？下面我们就来学习光的折射及其规律，看究 竟是怎样的情况。二、进行新课（一）折射定律教师：光从空气射入玻璃这一介质时，传播方向发生了改变，我们把这种光 从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，叫做光的折射。课件演示：光的折射入射光线与法线间的夹角a叫入射角，折射光线与法 相间的夹角/叫做折射角。教师引导学生复习初中学过的光的折射定律。多媒体辅助: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 线分居于法线的两侧。教师:但是，入射角跟折射角之间究竟有什么关系呢？现在我们做实验看看。多媒体辅助：介绍仪器特别是半圆形玻璃砖的直面是沿刻度盘的90。一90。 刻度线放置的，当激光器发出的一束水平细光束有空气进入半圆形玻璃砖的直 面，即界面时，垂直直面的0。一0。刻度线为二者界面的法线。演示一：将半圆形玻璃砖放在适当位置，打开激光演示仪，让激光器发出的 一束激光照在半圆形透明玻璃砖的直面上，改变入射角，让学生观察折射角、入 射角的变化情况以及在两种介质的分解面上反射光线、折射光线的能量改变情 况。多媒体辅助、由学生小结：随入射角的增大，折射角也增大，且反射光线 的能量比例逐渐增大，折射光线的能量比例逐渐减小。教师：那么折射角是随入射角成正比例的增加，还是成平方、成平方根的增 加，还是其他关系，折射角与入射角之间确切的定量关系究竟是怎样的呢？下面 我们看一组实验数据。入射角01折射角伪0/02sin02/ sin为10°6.7°1.501.4920°13.3°1.501.4930°19.6°1.531.4940°25.2°1.591.5150°30.7°1.631.5060°35.1°1.671.5170°38.6°1.811.5080°40.6°1.971.51教师：请同学们分析一下表中数据，仇、仍间具有怎样的定量关系？结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用来表示这个比例常 数，贝!有 sinOJsin为= 12教师：这就是光的折射定律。对于折射现象，人类早在公元140年就进行了 测量，直到1621年才有斯涅尔找到了折射角与入射角之间的这种定量关系。可 见，发现或总结一个物理规律需要坚强的毅力和持之以恒的科学精神。因此，折 射定律又叫斯涅尔定律。同学们知道：“反射现象中光路是可逆的“，折射现象光 路也可逆吗？演示二：让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光就会逆着原来的入射光 线发生折射。即：折射现象中光路是可逆的。课件演示：折射现象光路可逆（二）折射率教师：光从空气射入玻璃中，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数 1.50,那么，当光从空气射入其他介质如水中时，这个比例常数还是1.50吗？下 面我们用实验求证一下。演示三：将刻度盘放入水槽中，加水恰好至90。线。入射光线要恰好通过中 点O,记录几组数据并处理。入射角91折射角02sinOi/sin0210°30°教师：可见，入射角的正弦与折射角的正弦之比仍是一个常数，但对水来说, 这个常数不是1.50而是1.33。如果换用金刚石，这个常数则为2.42。由此可见, 这个常数是一个与介质有关的量，介质不同这个常数不同。我们从比较表一、表 二中的数据来看，在入射角相同的情况下，常数大的折射角小，说明常数大的折 射光线偏离原来入射光线的方向较大，我们也就可以说常数较大的这种介质对光线的偏折能力较大。而常数较小的，折射角反而大，折射光线偏离原来入射光线 的方向也就较小，说明介质对光线的偏折能力也小，因此，这个常数反映了介质 对光线的偏折能力，我们把这个常数定义为介质的折射率。=吗（真空射入其它介质） sin 3物理意义：折射率是反映介质对光的偏折能力大小的物理量，是介质的光 学性质，由介质本身决定，与仇、夕2无关。研究表明，光在不同介质中的传播速度不同。在介质中传播速度，与折射率 的关系为：n自学讨论：学生教材52页有关内容，讨论并回答如下问题：1 .为什么任何介质的折射率都大于1?2 .光在同一均匀介质中传播时，介质对光所呈现出来的折射率n是多少？3 .光由其他介质射入空气时，n- sin/9i/ sin2是否还适用，如果适用伪、仇分 别应是什么角？学生回答：1.光在真空中的传播速度为c ,而在其它介质中，光的传播速 度v<c,介质的折射率也就大于1。（老师补充）因此，当光线由空气射入介质 时，如由空气射入玻璃、水中（教师形象示范出），折射角小于入射角，叫近法 线折射；当光线由介质射入空气时，如由玻璃或水射入空气中，折射角大于入射 角，叫远法线折射。4 .同一均匀介质中光速相同，=5 .适用。4、应为折射角，鱼应为入射角。即计算某种介质的折射率时， 公式中仇为空气中的光线与法线的夹角，仇为介质中的光线与法线的夹角。实验:测定玻璃的折射率每四个学生一组，利用插针法，掌握测定玻璃折射率的原理和方法。教师巡 回指导，发现问题并及时纠正。讨论:实验中应该采取哪些措施以减小误差？如：入射角适当大一些；大头针的距离适当远一些等。利用课件投影:例1.如图1所示，一储油桶，底面直径与高均为小当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点及当桶内油的深度等于桶高的一半 时，由点A沿方向A3看去，看到桶底上的点C,两点C、5相距力4。求油的折 射率和光在油中的传播速度。解：如图2所示，因底面直径于桶高相等，由此可知NA O/=NA3G=45。；由 0Q=2CQ 可知NC。的正弦 sinZCOD= ,=yCD2+OD2 V5油的折射率 n=sin ZAOF /sin ZCOD=2光在油中的传播速度v=c/ =1.9x1 OWs小结:眼睛在A点看到C点的实际上是进入眼睛的折射光线OA反向延长线 上的。点的象，且在C点的正上方。故放入水中的硬币看上去好像变浅了，水 中的筷子向上折了。（三）课堂总结、点评通过今天的学习，我们不仅确定了入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个 常数的定量关系，得出了折射定律，而且我们还定义了介质的折射率，它反映了 介质的光学特性。我们还学习了用插针法测定玻璃折射率的方法。（四）课余作业
