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1、第十三章第一节 光的反射和折射制作人:曹勤霞教学目标:一、知识与技能目标:1.知道反射定律的确切含义,并能用来解释有关现象.2.理解折射定律的确切含义,并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.3.知道折射光路是可逆的,并能用来处理有关的问题.4.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、过程与方法目标:1.会用反射定律解释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、德情感态度与价值观目标:1.通过观察演示实验,培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的教学,培养学生分析、推理能力.2.渗透物理研究和
2、学习的科学态度教育.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:本节课成功的关键在于做好实验.通过实验先定性观察再定量测量,引导学生对测量数据进行分析、归纳.为学生今后对实验数据的处理打开思路.最后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,光在同一均匀介质中是沿着直线传播的,那么,当介质不均匀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,折射教师对,这一节课,我们先简要地复习光的反射,再深入地研究光的折射现象.二、新课教学(一)光的反射现象反射定律1.介绍光学演示仪,指明观察对象光在从一种介质(空气)进入另一种介质
3、(玻璃)时发生的现象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继续传播,但传播方向发生了改变.3.学生边观察边回忆反射定律并归纳(二)光的折射折射定律1.实验观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系的观察:a.让学生观察折射光.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,入射角增大,折射角也增大,两者的差是不是定值呢?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,折射角一定增大某一个数值?生不是,前两组差不多,后两组又不同了.师那么
4、,会不会两角的比值不变呢,大家算算看.师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.师看来我们碰到麻烦了,如果让你来猜的话,你还能猜想它们之间可能是什么关系?师其实不是你们不够聪明,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,经历了近1500年的时间,科学研究是一件很艰苦的工作,需要有持之以恒的毅力和必胜的信念.有时需要几代人的努力.我们要学好物理也需要这样一种恒心和解决困难的勇气.希望大家不畏难,不怕苦,勇于探索,在科学学习之路上能走得很远很远.实际上在公元1400年,托勒密也曾经认为,入射角与折
5、射角存在着简单的正比关系,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现的那样.直到1621年,才由斯涅耳找到了这个关系.这个谜终于被解开了,谜底是入射角的正弦和折射角的正弦成正比.即=常数.请大家看课本的实验数据及分析.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直接给出即可(三)折射率n1.折射率的定义: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.进一步的实验发现.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.
6、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显然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=.图19112.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.光从空气进入介质近似于光从真空进入介质c.介质对真空的折射率也叫绝对折
7、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.折射率的决定因素:a.光折射的原因是:光在不同介质中的速度不同.b.折射率n的决定式:n=c.n1d.仿照n=可写出相对折射率n21=(四)课堂巩固训练1如图所示的各光路图中,正确反映光在玻璃和空气中传播的是()答案:AD2光从某种玻璃中射向空气,入射角1从零开始增大到某一值的过程中,折射角2也随之增大,则下列说法正确的是()A比值1/2不变B比值sin1/sin2是一个大于1的常数C比值sin1/sin2不变D比值sin1/sin2是一个小于1的常
8、数解析:选CD.光从玻璃射向空气时,玻璃的折射率n1,且不变,因此C、D正确3一个人站在水面平静的湖边,观察离岸一段距离的水下的一条鱼,这个人看到的鱼的位置和鱼在水下真实位置相比较,下述说法中正确的是()A在鱼真实位置的正上方某处B在鱼真实位置上方偏向观察者的某处C在鱼真实位置下方偏向观察者的某处D所给条件不足,无法确定观察到的鱼的位置解析:选B.如图,鱼在A处,岸边的观察者看到的鱼在A处,即在鱼的实际位置上边靠近观察者的某处即答案为B.板书设计:一、反射定律和折射定律:1.光的反射和反射定律:2.光的折射和折射定律:3.光路的可逆性:二、折射率:1.定义及定义式:光从真空进入介质,入射角的正弦和折射角的正弦成正比n=2.折射率与光速的关系:n=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,是研究几何光学的重要法宝.在应用时一定要注意作图,突出几何的特点.2.折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一.它反映介质的光学性质,每一种介质在一定条件下有一个确切的折射率,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1.33.3.通常所说的介质的折射率是指介质的绝对折射率,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,这时的折射率确切地说应该叫做介质2对介质1的相对折射率.通常用n21来表示.布置作业:对课后题进行训练