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1、光的折射导学案光的折射教案 13.1光的折射教学目标一、学问目标1.知道反射定律的准确含义，并能用来说明有关现象.2.知道反射现象中光路是可逆的，并能用来处理有关问题.3.知道平面镜成像特点及作图方法.4.理解折射定律的准确含义，并能用来说明有关的光现象和计算有关的问题.5.知道折射光路是可逆的，并能用来处理有关的问题.6.知道折射率的定义及其与光速的关系，并能用来进行有关的计算.二、实力目标1.会用反射定律说明有关现象和处理有关问题.2.会用折射定律计算有关的问题，能理解折射率与光速的关系，并能用来进行有关的计算.三、德育目标1.通过视察演示试验，培育学生的视察、概括实力，通过相关物理量改变
2、规律的教学，培育学生分析、推理实力.2.渗透物理探讨和学习的科学看法教化.教学重点光的折射定律.折射率概念.教学难点光的折射定律和折射率的应用.教学方法本节课胜利的关键在于做好试验.通过试验先定性视察再定量测量，引导学生对测量数据进行分析、归纳.再来领会前人所做的思索从而领悟数据分析的几种常用方法比值法、乘积法、加减法、图象法等，为学生今后对试验数据的处理打开思路.最终通过例题练习巩固所学内容.教学过程一、引入新课我们已经知道了，光在同一匀称介质中是沿着直线传播的，那么，当介质不匀称或当光从一种介质进入另一种介质中时，会发生什么现象呢？学生反射，折射老师对，这一节课，我们先简要地复习光的反射，
3、再深化地探讨光的折射现象.二、新课教学（一）光的反射现象反射定律1.介绍光学演示仪，指明视察对象光在从一种介质（空气）进入另一种介质（玻璃）时发生的现象（半圆柱玻璃砖直面柱心正对入射光）2.演示：光在到达空气和玻璃的交界面处时，一部分光被反射回空气中，另一部分光进入玻璃接着传播，但传播方向发生了变更.3.学生边视察边回忆反射定律：转动光具盘以变更入射角，让前排学生读出几组入射角和反射角数据.两者相等.同时提示学生留意.光具盘面是竖直的，在这个面上同时能看到反射光线和入射光线.说明两线共面，又因为法线也在这个面内.故三线共面.4.归纳反射定律：三线共面两角相等.5.反射光路可逆（二）平面镜成像及
4、作图1.让学生回忆平面镜成像的特点：正立、等大、异侧、虚像、对称.2.老师简述平面镜成像原理、作图方法并予以示范.a.平面镜成像原理：如图199，光点S入射到平面镜的光线，其反射光线的反向延长线的交点即为S的像，人眼依据光沿直线传播的阅历，感觉反射光都是从S发出的.b.平面镜成像作图. 讲：两条光线即可确定像点的位置.所以无需多画.步骤是：（1）由对称性确定像点的位置；（2）随意画两条入射光线；（3）过像点作出对应的两条反射光线；（4）若是作物体AB的成像光路图，则只需作出A、B点的成像光路图.连接A、B点即可.（三）光的折射折射定律1.试验视察变为看折射光和入射光的相对位置及折射角和入射角关
5、系的视察：a.让学生视察折射光.入射光及界面的法线也是共面的.b.光从空气进入玻璃时，入射角增大.折射角也增大，但入射角始终大于折射角.2.定量测量5组数据，仿照课本列出原始数据表（可让前排的学生读取数据.但要先明确法线）3.分析测量数据：（建议入射角分别取10,20,30,40,50）老师有意自言自语地入射角增大，折射角也增大，两者的差是不是定值呢？（有学生起先计算）学生甲不是，差值是越来越大的.师是不是有规律地增大，比如入射角增大10，折射角肯定增大某一个数值？生不是，前两组差不多，后两组又不同了.师那么，会不会两角的比值不变呢，大家算算看.（学生计算，有学生算了两组数据说似乎是相等的）师
6、能不能从两组数据下结论？生不能.师对，那样太轻率了点.把5组数据都算出来看看.学生接着计算.发觉比值也是不相等的师看来我们遇到麻烦了，假如让你来猜的话，你还能猜想它们之间可能是什么关系？生缄默师其实不是你们不够聪慧，实在是因为入射角和折射角之间的关系太出乎人意料了.人类从积累入射角与折射角的数据到找出两者之间的定量关系，经验了近1500年的时间有学生惊羡.老师抓住机会教化科学探讨是一件很艰苦的工作，须要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时须要几代人的努力.我们要学好物理也须要这样一种恒心和解决困难的志气.希望大家不畏难，不怕苦，勇于探究，在科学学习之路上能走得很远很远.老师接着事实上在公元140
7、0年，托勒密也曾经认为，入射角与折射角存在着简洁的正比关系，但只有对比较小的入射角才大致相符，就像我们刚刚在计算中发觉的那样.直到1621年，才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜最终被解开了，谜底是入射角的正弦和折射角的正弦成正比.即=常数.请大家看课本的试验数据及分析.学生看书30秒4.师生一起归纳总结折射定律的内容.5.折射现象中光路可逆干脆给出即可，学生能领悟.（四）折射率n1.折射率的定义老师刚才我们已经知道了.光从空气进入玻璃时，入射角的正弦与折射角的正弦成正比.比值约为1.50.进一步的试验发觉.若光从空气进入另一种介质.比如进入水中时，尽管入射角的正弦与折射角的正弦之比仍为常数.但这
8、个常数却不是1.50.而是约1.33,可见这个常数跟介质有关系.它反映了介质的光学性质.我们设想光从空气进入玻璃和光从空气进入水中的入射角都是30，则有：空气玻璃：=1.50空气水：=1.33明显22，我们画出光路图如图1911甲、乙.可以看到，光从空气进入玻璃时.折射光偏离原来的传播方向更厉害.也就是说，这个比值的大小能反映介质对光的偏折程度，比值越大.表明介质对光的偏折作用越大.我们把这个比值叫做折射率，用n表示.定义折射率n=. 2.对折射率的几点说明a.引导学生看课本加点字对折射率定义的叙述，强调：光从真空进入介质，若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比=b.光从空气进入介质
9、近似于光从真空进入介质c.介质对真空的折射率也叫肯定折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质，玻璃为介质,则写作n21=3.折射率的确定因素a.光折射的缘由是：光在不同介质中的速度不同.做课本后的“做一做”小试验，帮助学生理解这一点b.折射率n的确定式：n=c.n1d.仿照n=可写出相对折射率n21=（五）课堂巩固训练三、小结1.光的反射定律和折射定律是几何光学的两大基本规律（另外一个是光的直线传播规律）.是探讨几何光学的重要法宝.在应用时肯定要留意作图，突出几何的特点.2.反射成像和折射成像的原理分别是：平面镜成像是
10、反射光线反向延长线的交点.折射成像是同一光点的折射光线或其反向延长线的交点.为该光点的像.应在明确成像原理的基础上正确画出光路图再行求解.3.折射率是几何光学中特别重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质，每一种介质在肯定条件下有一个准确的折射率，不同种类的介质在相同的条件下，一般具有不同的折射率.例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.33.4.通常所说的介质的折射率是指介质的肯定折射率，即光从真空射入某种介质的折射率.若光由介质1射入介质2，这时的折射率准确地说应当叫做介质2对介质1的相对折射率.通常用n21来表示. 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）
11、【教学目的】 1复习光的反射定律，驾驭光的折射定律的精确内涵 2驾驭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，以及光路可逆的学问解决相关问题 【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、匀称介质种传播。 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：依据我们初中所学，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”）；复习反射光路可逆学问。 引入：从刚才的
12、复习可知，我们在初中对于反射的了解已经特别到位了，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原委怎样呢？ 一光的折射定律 结合图2，复习入射角1和折射角2的概念。 关于光的折射，原委有什么样的定量规律？原来在一千多年前，人们就起先在思索、探究这个问题。依据历史记载，在探究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，他们探讨的内容包括传播方向规律，传播速度规律、能量安排规律等等。本节课，我们主要介绍他们在探讨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试验得到： 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
13、入射光线分居在法线的两侧； C折射角正比于入射角。 （托勒密的试验数据记录特别具体、精确，只惋惜欠缺数学眼光，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验了一千五百多年的探究！） 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探讨的成果；开普勒依据他自己总结的折射原理制成勒开普勒望远镜，最早地开拓了光的折射在应用领域的先河。 （开普勒的详细“规律”若何，记载不详） 1622年，荷兰数学家斯涅耳经过进一步的试验，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
14、折射角的正弦成正比。假如用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试验来验证斯涅耳的折射定律，但由于条件所限，今日只能“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：在小角度情形下托勒密结论的“正确性”；在试验误差允许的范围内，斯涅耳定律的广泛正确性。 入射角1() 折射角2() 1/2 sin1/sin2 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 1.5
15、1 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重量不变，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想，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
16、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，人们探讨发觉，（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经常起到特别重要的作用。 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 进一步的试验探讨表明，折射定律中的比例常数n并不是一个“
17、万古不变”的的常数，只要变更两种介质中的任何一种，n将随之变更。 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洁的介质真空，那么 1折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角1的正弦与折射角2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 每种透亮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.
18、55 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 玻璃 1.51.9 水 1.33 水晶 1.55 空气 1.00028 从表中可以看出，空气的折射率特别接近于1，所以，我们经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1，n越大时，折射角2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实力大小的物理量。 材料折射率的存在，不仅可以变更光的传播方向，还能变更光的传播速度。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
19、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，从上式不难发觉，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 高考物理考试考点：光的反射和折射 20xx年高考物理考试考点：光的反射和折射 物理是高考考试中能够拉开分数的学科，要想取得好的物理成果必
20、需重视物理考试考点的驾驭，下面xx为大家带来20xx年高考物理考试考点：光的反射和折射，希望对大家提高物理学问水平有所帮助。1.光的直线传播(1)光在同一种匀称介质中沿直线传播.小孔成像，影的形成，日食和月食都是光直线传播的例证。(2)影是光被不透光的物体拦住所形成的暗区.影可分为本影和半影，在本影区域内完全看不到光源发出的光，在半影区域内只能看到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影，非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关，发光面越大，本影区越小。(3)日食和月食:人位于月球的本影内能看到日全食，位于月球的半影内能看到日偏食，位于月球本影的延长区域(即伪本影)能看到日环
21、食;当月球全部进入地球的本影区域时，人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时，看到的是月偏食。2.光的反射现象-:光线入射到两种介质的界面上时，其中一部分光线在原介质中变更传播方向的现象。(1)光的反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居于法线两侧。反射角等于入射角。(2)反射定律表明，对于每一条入射光线，反射光线是唯一的，在反射现象中光路是可逆的。3.平面镜成像(1)像的特点-平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面为对称。(2)光路图作法-依据平面镜成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补光路图。(3)充分利用光路可逆-在平面镜的计算和作图中要充分利
22、用光路可逆。(眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源，该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。)4.光的折射-光由一种介质射入另一种介质时，在两种介质的界面上将发生光的传播方向变更的现象叫光的折射。(2)光的折射定律-折射光线，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两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦成正比，即sini/sinr=常数。(3)在折射现象中，光路是可逆的。5.折射率-光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr。某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c跟光在
23、这种介质中的传播速度v之比，即n=c/v，因cv，所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较，n较大的介质称为光密介质，n较小的介质称为光疏介质。6.全反射和临界角(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空(或空气)时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射光线完全消逝，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。(2)全反射的条件光从光密介质射入光疏介质，或光从介质射入真空(或空气)。入射角大于或等于临界角(3)临界角:折射角等于90时的入射角叫临界角，用C表示sinC=1/n7.光的色散:白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象
24、叫做光的色散。(1)同一种介质对红光折射率小，对紫光折射率大。(2)在同一种介质中，红光的速度最大，紫光的速度最小。(3)由同一种介质射向空气时，红光发生全反射的临界角大，紫光发生全反射的临界角小。8.全反射棱镜-横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o(右图1)或180o(右图2)。要特殊留意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。右图1右图2玻璃砖-所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：射出光线和入射光线平行;各种色光在第一次入射后就发生色散;射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃
25、砖的厚度有关;可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。20xx年高考物理考试考点：光的反射和折射xx为大家带来过了，平常备考物理的过程中须要大家驾驭好考试考点，这样才能在考试中取得好成果。 高三物理教案：光的折射教学设计 本文题目：高三第一单元第四章物理教案：光的折射学案 其次章 光现象 四 光的折射 教学设计 一、内容及其解析 本节课要学的内容光的折射指的是折射现象、光的折射规律，其核心是光的折射规律 。学生已经学过光沿直线传播和光的反射，本节课的内容光的折射指就是在此基础上的发展起来的。由于它还与后面的学问有亲密的关系，所以在本学科有重要的的地位，并有承上启下 的作用，是本章的核心内容。教学的重点是
26、光的折射规律的推导，解决重点的关键是利用试验探究法、分析法、作图法等方法来理解。 二、目标及其解析 1、目标定位： (1)知道光的折射现象及折射光线和折射角; (2)知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆; (3)能够用光的折射说明生活中的一些简洁现象 2、目标解析： 知道光的折射现象及折射光线和折射角;知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆;能够用光的折射说明生活中的一些简洁现象就是指通过演示试验，指导学生视察现象，引导学生自己分析、归纳规律，培育学生的视察、分析、归纳实力。引导学生动手做试验，培育学生的动手实力及通过试验探讨问题的习惯。 三、问题诊断分析 在本节课的教学中，学生可能遇到的问
27、题是对光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角，产生这一问题的缘由是学生对光路的可逆性的理解。要解决这一问题就要引导学生从光路的可逆性来理解光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角。 四、教学支持条件分析 在本节课光的折射的教学中，打算运用光的折射演示仪。因为运用光的折射演示仪，有利于学生理解光的折射规律。 五、教学过程设计 一、新课引入： 我们都知道渔民捕鱼有许多方法，如：用网网鱼、用鱼叉叉鱼等。现在，我们也来体验一下“渔民叉鱼”，(出示塑料泡沫上画有鱼和玻璃水缸)学生进行叉鱼竞赛。当学生在竞赛时，发觉“鱼叉”都叉在“鱼”的上方后，很惊异。引导学生提出问题：“你从这个活动中想到了什么?”
28、 二、新课讲解： (一)光的折射规律 探究1：视察光从空气射入水(玻璃)中的传播路径，并把你看到的现象画出来。 1.学生猜想，并在黑板上画出自己猜想的传播路径。 2.小组设计试验方案并沟通，确定可行方案。 3.进行试验收集证据。(要求画图记录下视察到的光进入水(玻璃)中的传播途径) 4.沟通试验结果 各组画出视察到的光传播路径。 学生可以看到光的偏折现象，告知学生，这就是光的折射现象，从而引入课题。 5.用语言表达探究1的结果。 结论1：光从空气中斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折。 结论2：当光从空气垂直射入水或其他介质时，传播方向不变更。 探究2 “想想议议”：光从水(玻璃)斜射入空
29、气中，折射光线向法线还是界面偏折?如图3。 1.学生猜想并画出图表达自己的想法。 2.探讨沟通：师投影学生做图的状况 作这个猜想时，你做了什么样的假设。(学生能从光反射时间路可逆，联想到光的折射时间路也是可逆的) 试验验证：老师演示光从空气斜射半圆形玻璃砖，如图4;哪位同学能帮助老师逆着折射光射入另一束光，让同学们视察光在空气中的传播途径呢?(学生们跃跃欲试、爱好很高) 学生视察到光从玻璃中射入空气中的光与原入射光重合。 老师要求学生把视察到的现象画到黑板上。 结论3：光在折射时，光路是可逆的。 结论4：光从水(玻璃)或其它介质斜射入空气中，折射光线远离法线偏折。 动画重现试验过程，增加形象刺
30、激。 启发学生记忆：把结论1和结论4与光在不同介质中传播速度状况联系起来，可得到什么样的规律。“快远慢近”，即在发生折射时，在传播得快的介质(空气)中是远离法线，在传播得慢的介质(水或玻璃)中是靠近法线。 (二)光的折射学问应用 1.现在，我们来说明刚才在叉鱼竞赛中，为什么我们同学会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线，由水进入空气时，会在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼，人眼逆着折射光线的方向看去，觉得这些光线似乎是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的，鱼像比鱼位置高。所以刚才竞赛的同学会叉在鱼的上方。(播放动画) 2.利用电脑播放视频材料：放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后
31、又会看得见。要求学生利所学的学问加以回答，最终强调望见的硬币是硬币的像。 3.老师提出：有的同学喜爱游泳，看水只有齐腰深，可到水中就不止了，这是什么缘由。 学生回答：(这是光的折射现象，由于光从水中射向空气时，发生折射，而人的眼睛认为光是沿直线传播造成的)。 同学们学了光的折射学问后，要懂得应用到生活中，在游泳时要特殊留意平安。 4.你见过空中楼阁吗?你知道空中楼阁是怎样产生的吗?(老师提问) 学生回答：(从报纸报道上知道空中楼阁的现象，从电视上看到空中楼阁，从科普读物上知道空中楼阁产生的缘由是光的折射现象产生的)。 空中楼阁是怎样产生的?我们已经知道，光是沿直线传播的，其实严格地说，光只是在匀称的介质中才沿直线传播，假如介质疏密不均，光线就不会沿直线传播而会发生折射。空中楼阁是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天海面上。 第22页 共22页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页