1光的折射定律

4.14.1 光的折射定律光的折射定律 教学目标：教学目标： 1.知识与技能 （1）了解介质的折射率与光速的关系； （2）掌握光的折射定律 （3）掌握介质的折射率的概念 （4）会用折射定律解释简单的现象 2.过程与方法： 通过观察演示实验，使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象（反射和折射） ，观察反射光线、折射光 线随入射角的变化而变化， 培养学生的观察、概括能力，通过相关物理量变化规律的学习， 培养学生分析、 推理能力 3.情感态度价值观： 渗透物理研究和学习的科学态度的教育．实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决，人的直接 观察与用仪器探测是有差别的，我们应用科学的态度看待用仪器探测的结果. 教学重点：教学重点： 光的折射定律、折射率．折射率是反映介质光学性质的物理量，由介质来决定 教学难点：教学难点： 光的折射定律和折射率的应用．通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解，学会解决问题的方法 教学器材教学器材: : 光的折射激光演示器． 教法学法：教法学法： 问题导学/实验演示／讨论／探究/讲授 教学过程设计：教学过程设计： 教学内容教学内容 一、引入：生活中光的折射现象一、引入：生活中光的折射现象 折射现象： 光从一种介质斜射入到另一介质时传 播方向发生改变的现象。 【问题 1】生活中有哪些现象是光的折射现象？ 生活中的折射现象： 现象一：筷子弯折 教师语言、活动教师语言、活动 板书：4.1 光的折射定律 初中我们学过， 当光从一种介质斜射入到另一介 质时传播方向发生改变，这种现象叫做光的折射。 生活中有哪些现象是光的折射现象？ 比如，在碗里斜放一根筷子，当加入水后，会看 到筷子发生了向上弯折。 筷子是真的折断了吗？ 【问题 2】筷子是真的折断了吗？ 现象二：硬币“浮”起来了（实验） 不是，这只是一种光的折射现象。 再比如我们做个实验，在杯子里放入两个硬币， 将杯子移动到眼睛刚好看不到硬币的地方， 往杯子 里加水，会发现硬币“浮”起来了。 硬币是真的浮起来了吗？ 【问题 3】硬币是真的浮起来了吗？ 衔接： 学完这节课， 我们就能很好地利用光的折 射原理，对这两个现象进行解释。 二、演示实验（光的反射与折射）二、演示实验（光的反射与折射） 不是，硬币密度比水大得多并不会真的浮起来， 这也只是一种光的折射现象。 学完这节课，我们就能很好地利用光的折射原 理，对这两个现象进行解释。 在正式进入新课之前我们先来做一个实验。 我让一束绿色激光从空气斜射入水中。 （实验） 但是现在存在一个问题，只能看到水中的光路， 而几乎看不到空气中的光路。 要怎么做才能看到空 气中的光路？ 实验仪器介绍： 加湿器产生水雾， 产生丁达尔效 应用来显示空气中的光路。 【问题 4】当光束由空气斜射向水面时，入射光束在 分界面上将发生那些光现象？ 发生反射与折射。 我可以通过加湿器产生水雾，产生丁达尔效应， 用来显示空气中的光路。（这个时候再打开加湿器） 大家注意观察， 入射光束在分界面上将发生那些 光现象？ 当入射光线射到分界面时，被分成了两束： 一束反射回空气形成反射光线。 一束折射进水中形成折射光线。 ppt 上这幅图 （左图） 就是刚才看到的实验现象。 比较一下， 反射光线和折射光线与入射光线的光 【问题 5】为什么反射光线、折射光线看起来都比入 射光线 暗？（提示：从能量守恒角度思考） 能量守恒。 入射光线的总能量分成两份， 一份给反射光， 一份 给折射光。 强大小、明暗程度？亮度有何不同？ 反射光线、折射光线比入射光线 暗。 为什么反射光线、 折射光线看起来都比入射光线 暗？（提示：从能量守恒角度思考） （提问学生，个别提问） 入射光线的总能量分成两份，一份给反射光，一 份给折射光。 三、光的反射三、光的反射 衔接：以这个图为例来研究光的反射和折射。 我们以这个图为例来研究光的反射和折射。 在分析之前先做出两条线：空气与水的分界线， 垂直于分界线的法线。 （法线用虚线表示，记得标 出垂直符号） 左上角这条光线是入射光线， 右上角这条光线是 反射光线，以及所对应的入射角、反射角。从刚才 的演示实验以及这幅图，我们能很清楚地看出： （1）反射光线与入射光线、法线在同一平面 （2）反射光线和入射光线分居法线两侧 （3）反射角等于入射角 光的反射定律： （1）反射光线与入射光线、法线在同一平面 （2）反射光线和入射光线分居法线两侧 （3）反射角等于入射角 （4）光路可逆 四、光的折射四、光的折射 演示： 光线从右侧以 40°角入射，反射光线将 从左侧以 40°角出射。 光线从左侧以 40°角入 射，反射光线将从右侧以40°角出射。 这说明光的反射光路是可逆的。 衔接：再来看看进入水中的这条折射光线。 从刚才的演示实验以及这幅图， 我们能很清楚地 看出： （讲解这两条定律时展示左图的ppt） （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线和入射光线分居法线两侧 （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线和入射光线分居法线两侧 【问题 6】仔细观察，入射角减小时，折射角是如何 变化的？入射角增大时。折射角又是如何变化的？ （3）当入射角增大时，折射角也随着增大 当入射角减小时，折射角也随着减小 （翻到下一页 ppt,展示第 1、2 点） 衔接：以上是折射光线和入射光线的位置关系。 那么折射角和入射角有什么 大小和变化 关系？ （继续来做实验）演示实验：仔细观察，入射角 减小时，折射角是如何变化的？入射角增大时。 折 射角又是如何变化的？同增同减。 【问题 7】当光线沿法线入射折射光线有什么特点？现在我让入射光线以一个特殊的角度入射， 入射 光线沿法线入射，不会发生偏折。角为 0°，也就是光线沿法线入射，仔细观察水中 光线有什么特点。 （边说边实验） 光线沿法线入射，不会发生偏折。 补充：也就是说，光从一种介质进入另一种介质 时，不一定会发生偏折。只有光从一种介质斜射入斜射入 另一种介质时才会发生偏折。 （翻到下一页 ppt） 如图，当光从空气斜射入水中时，折射角小于入 射角（直接说，不用演示实验） （4）当光从空气斜射入水中时，折射角小于入射角反过来，让光从水斜射如空气，折射角与入射角 有什么大小关系？ 演示实验：入射角在水中，折射角在空气中，折 射角大于入射角。 （5）当光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角 【问题 8】从以上两个规律，你能不能总结出折射角 与入射角有什么样的大小关系？（提问） 空气的角＞水中的角（角：光线与法线夹角） 【问题 9】光的折射是否有光路可逆？ 光路可逆。 衔接：一开始我们讲到光的反射光路是可逆的， 光的折射是否也有光路可逆？ 有的同学说有，到底有没有，我们可以通过一个 实验来证明。 演示实验（希沃投屏） ：光从空气以 50°入射， 在玻璃中的折射角为30°。反过来光从玻璃以 30°入射，在玻璃中的折射角为50°。 当两束光线同时打开时，光线完全重合。 说明：光路可逆。 从以上两个规律， 你能不能总结出折射角与入射 角有什么样的大小关系？（提示：可以将角度大小 结合介质来考虑） 。 （提问学生，个别提问。 ） 空气的角＞水中的角。 五、光的折射