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第4节 光的折射课题运动的描述课型新授课教学目标知识与技能1.了解光的折射现象.2.了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律.3.了解光在发生折射时，光路的可逆性.4.了解光的折射在生产、生活中的应用.过程与方法1.通过观察，认识折射现象.2.经历实验探究光的折射规律的过程，重点培养通过观察和分析，从现象中发现物理规律的能力.情感、态度与价值观在探究光的折射规律的活动中，有对科学的求知欲，能保持对自然界的好奇，乐于探索自然.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.教学重点1.探究光折射时的特点的实验和光的折射规律.2.光的折射作图.教具准备演示用：激光光源、光的折射演示装置、水槽、三角尺、多媒体课件.学生用：玻璃杯、碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.教学难点1.总结归纳光的折射规律.2.解释简单的折射现象.教学课时1课时课前预习1.光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向 发生偏折 ，这种现象叫光的折射.2.在折射现象中， 入射光线 与法线的夹角叫入射角， 折射光线 与法线的夹角叫折射角，折射光线与入射光线位于 不同 介质中.3.光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向 法线 偏折，即折射角 小于入射角.4.光线垂直两介质界面入射时，入射角等于 0 ，折射角等于 0 ，即光的传播方向 不变 .巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.备课笔记新课导入 我们平时会发现，把筷子放进装满水的杯子时，筷子好像在水面折断了.这到底是什么缘故呢？今天我们学习光的折射后就可以解释这种奇怪的现象了.进行新课 光的折射现象我们已经学习了光的直线传播现象、反射现象，以及光在反射时所遵循的规律光的反射定律.这些现象都是光在同种均匀介质中传播的现象.那么光从一种介质斜射入另一种介质时又将如何传播呢？生1：传播方向不改变，仍沿直线传播.生2：传播方向要发生改变.光从空气斜射入水中，如果改变方向，是向界面偏折呢？还是向法线偏折？生1：向界面偏折.生2：向法线偏折.上面问题的回答谁对谁错呢？下面我们用实验来验证一下.教师利用演示实验让学生观察光的折射现象.实验装置如图所示，其中圆形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆制成）边缘标有均匀刻度，中间开有长方形口，恰好将长方形玻璃容器放进去，容器中装适量的水，并在水中插有可转动的白色屏F（树脂板或塑料板），白色屏E和F可显示光束传播的路径.白色屏E周围上有一可移动的激光光源S（可用激光棒）.演示1：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面.现象：光从空气斜射入水中，在空气中发生反射，同时在水面处改变方向进入水中，并向法线偏折.师生共同分析得出结论.板书：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射. 光的折射规律1.有关折射的几个专用名词教师把刚才的光的折射现象在黑板上画出它的光路图.从图中介绍，什么是折射光线和折射角.为了防止学生把折射光线与界面的夹角误认为折射角，所以，要特别指出，折射角是折射光线与法线的夹角.备课笔记知识拓展：1.当光从一种透明介质斜射入另一种透明介质中时，在两种介质的分界面上，光线的传播方向一般要发生改变.其中一部分光发生反射，同时还有一部分光进入另一种介质中发生折射.2.折射是在光从一种透明介质斜射入另一种透明介质的分界面处发生的.因为光是在两种介质中传播的，所以传播的速度各不相同.进行新课2.光的折射规律演示2：使E、F在同一平面上，让光从空气斜射向水面，改变入射角，再做两次.演示过程要让学生观察两点：光从空气射入水中，入折角和折射角哪个大？随着入射角的增大（减小）折射角将如何改变？现象:光从空气斜射入水中，折射角小于入射角.折射角随着入射角的增大 （减小）而增大（减小）.演示3:把白色屏F分别向前、向后折（使E、F不在同一平面上），让光以某一角度射向水面.大家能否看到水中的光线？生：看不见.师生共同分析得出结论：折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.折射光线、入射光线位于法线的两侧.演示4:让光垂直射向水面.大家观察一下进入水中的光线沿什么方向前进？生：光沿直线传播，传播方向不变.师生共同分析得出结论：当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变.当光线垂直射向介质表面时，入射角和折射角各是多少度？生：当光线垂直射向介质表面时，入射角为0,折射角也为0.如果让光线逆着折射光线的方向从水或其他介质射入空气中，光线是否沿原入射光线射出呢？演示5:先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置.再让光线逆着折射光线方向射入，观察光线是否逆着原入射光线方向射出.教师演示，学生观察后师生共同分析得出结论：在折射时光路是可逆的.板书：光的折射规律：（1）三线共面: 折射光线、入射光线、法线在同一平面上.（2）两线分居: 折射光线和入射光线分居法线的两侧,且位于不同的两种介质中.（3）两角关系:光从空气斜射入水或玻璃等透明物质中时,折射光线向法线方向偏折,即折射角小于入射角;光从水或玻璃等透明物质斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,即折射角大于入射角；折射角随入射角的改变而改变:入射角增大时,折射角也增大,入射角减小时,折射角也减小;光线垂直射入界面时,传播方向不变,入射角为零度,折射角为零度,反射角也为零度.（4）在折射现象中，光路是可逆的.备课笔记方法技巧：口诀记忆“光的折射规律”：三线共面，法线居中，气大他小（即空气中的角度大于其他介质中的角度）.知识拓展：从以下四点理解光的折射规律（1）弄清概念.弄清入射点、入射角、折射角、入射光线、折射光线、法线的含义，特别是法线，它既是界面的垂线，又是作图时画入射角和折射角的参照标准.（2）折射角随入射角的增大而增大，但不成正比，叙述时应先说折射角后说入射角.（3）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角总是大于在水或是其他介质（真空除外）中的角.（4）折射光路是可逆的.折射现象中，光线的传播方向颠倒时，光传播的路径是不变的（沿原路返回）.进行新课【例1】（多媒体展示）如图所示各光路图能反映光从玻璃斜射入空气中的是（ ）解析：按照光的折射规律判断.当光从空气中斜射入玻璃中时，折射角小于入射角，由此可判断A项错误、D项正确.当光线从玻璃中斜射入空气中时，折射角大于入射角，由此判断B项错误、C项正确，而本题是光从玻璃斜射入空气中，故正确答案是C.答案：C 光的折射作图1.盛了水的碗，看上去好像变浅了.（池水变浅）教师引导学生分析：如图所示，从碗底S点发出的光线，由水进入空气时，在水面上会发生折射，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，觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S发出来的.S就是S的虚像，S比S离水面的距离近.所以，人看上去盛水的碗底好像变浅了. 2.放在杯底刚好看不见的硬币，加上水又会看得见.（硬币升高）教师引导分析：在未加水之前的硬币S点，射入人眼的这部分光，被杯的边沿挡住如图甲所示，射向其他方向的光线，也没有射进人的眼睛，所以，人眼看不见硬币.当水加到一定程度时，S点从水射入空气时，在水面发生折射，折射角大于入射角，折射光线进入人眼.如图乙所示，人可以看见硬币，其实，人看到的只是硬币的虚像. 【例2】（多媒体展示）如图1所示，一激光灯从点S发出的一束射向水面的光，在界面发生反射和折射，折射光线经过P点，请你在图中作出入射光线及其相应的反射光线和折射光线.图1解析：作图时，先连接点S和点P，交水面于A点（虚线），再从P点向水面作垂线，垂足是B，根据光从空气射入水中时光的折射规律（折射角小于入射角）知，入射角O在A点和B点之间的某一处，接下来在A点和B点之间的水面上选一个恰当的入射点O（O点的选取略），作出入射光线和折射光线，使得入射角大于备课笔记知识拓展：光的折射作图两注意：一是要明确光的传播方向，即光是由空气斜射入其他介质还是由其他介质斜射入空气；二是记住光的折射规律的核心点，即无论是光由空气斜射入其他介质还是由其他介质斜射入空气中，空气中的角总是大角.进行新课折射角，即符合光从空气进入水中的折射规律.作反射光线有两种方法，一种是作出S点关于水面的对称点S，连接SO并延长，延长线即是反射光线；另一种方法是根据光的反射定律作图.答案：如图2所示.或图2 折射规律的应用结合教材P82图4.4-4，讨论有经验的渔夫是如何用鱼叉叉鱼的？教师评价、补充：有经验的渔夫只有瞄准鱼的下方才能叉到鱼的.【例3】（多媒体展示）如图所示的漫画说明了一个什么问题？解析：由于光的折射，当水底的光线由水中射入空气，在水和空气的交界面发生折射，游泳者逆着折射光线看到的是水底的虚像，比实际的水底浅，从而发生溺水事故.答案：漫画说明了游泳者所看到的水底实际上是水底发生折射所成的虚像.由于虚像比实际水底向上发生了侧移，游泳者看到水的深度比水的实际深度要浅，因此游泳者看到的水并不太深，导致误判从而发生溺水事故.教学板书课堂小结 这一节课我们首先认识了光的折射现象，光从一种介质斜射向另一种介质时，其传播方向一般会发生变化，这种现象就叫光的折射.然后我们通过实验小结出了光的折射规律.我们认识的光的折射现象都要遵守光的折射规律，在光的折射中，同光的反射一样，光路也是可逆的.其实光的折射现象在我们的生活中有很多，要多观察并会用光的折射规律作出合理的解释.希望各位同学努力学习，改造自然，将我们生活的环境变得更加美丽！教材习题解答【教材P83“想想议议”】在图中，起初茶碗看起来是空的，但当你慢慢往茶碗中倒水时，就会发现碗中原来还藏着一枚硬币.想一想，这是为什么？尝试着在家里表演这个小魔术，并向其他人解释.解：向碗中加水后，根据光的折射规律，光由水中斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以进入人眼睛的光线向下弯折，但人总感觉光是沿直线传播的，所以在进入人眼的折射光线的反向延长线上人会看到硬币的虚像，这个虚像的位置比硬币的实际位置高，因此向碗中加水后，能看到硬币的虚像.【教材P84“动手动脑学物理”】1.图中，哪一幅图正确地表示了光从空气进入玻璃中的光路？解：由光的折射规律：当光线从空气斜射入其他介质中时，会向法线方向偏折，同时入射光线和折射光线应居于法线两侧，故应选丙.2.一束光射向一块玻璃砖（如图），并穿过玻璃砖.画出这束光进入玻璃和离开玻璃后的光线（注意标出法线）.解：如图所示.3.小明在平静的湖边看到“云在水中飘，鱼在云上游”.请你说一说这一有趣的现象是怎么形成的.解：人在岸上看到水中的鱼实质上是由于光的折射，鱼在水中形成的虚像，水中的白云是由于光的反射而形成的虚像（相当于平面镜成像）.4.如图所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑.逐渐往杯中加水，观察到的光斑将会如何移动？解：观察到的光斑将会向右移动.易错提示：注意当光垂直入射到另一种介质中时，传播方向不变，即折射角和入射角都是0难题解答【例4】小宇利用如图所示装置将一束光由水中斜射到空气中，来探究“光的折射规律”.（1）为了更清晰地观察水中的光路，可以采用的办法是 .实验中， （填“能”或“不能”）看见反射光线.（2）实验的折射光路如图所示，可以判定折射角 （填“大于”“小于”或“等于”） 入射角.增大入射角时，折射角 （填“增大”或“减小”）.解析：（1）通过向水中加入墨水（或牛奶等），能看到光传播的清晰路径.在界面处发生折射时，必定也发射反射，故能看到反射光线.（2）光由水斜射入空气中时，入射角小于折射角，入射角增大时，折射角也增大.答案：（1）向水中加墨水（或牛奶等）能（2）大于增大【例2】将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图甲所示，请画出这束光线在水中传播最后射出水面的光路图. 解析：当光垂直射到水面上时，传播方向不变.射到平面镜上时，光的传播遵循光的反射定律.当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角.答案：如图乙所示.知识拓展：由于大气是不均匀的，早晨，当太阳还在地平线以下时，太阳发出的光在不均匀的大气层中发生了折射，所以我们逆着折射光线看去，就看见了太阳升高了的虚像，好像太阳已经升起来了.夏天海面附近的温度比高空低，空气由于热胀冷缩，上层的空气就比海面附近的空气稀疏，远处物体反射的太阳光，在射向空气的过程中发生折射，逐渐向地面弯曲，进入观察者眼中，逆着光线方向望去，就觉得像海面上空的物体射来的一样.这就是美丽的“海市蜃楼”现象.布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思1.与光的直线传播和光的反射相比，学生对光的折射的生活积累和感性认识要少得多，“叉鱼”、“看彩虹”不要说是城镇学生，连乡村学生见过的也不多，“折射断筷”在小学看见老师做过，“海市蜃楼”少数学生从一些媒体上有所耳闻，因此在折射现象的呈现环节必须充分、直观，以引起学生的好奇心，激发探究的欲望.2.在理解光的折射规律时，不必死记硬背，关于折射角和入射角的大小关系，可以先记光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角，再根据光路可逆，光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角.3.由于学生学习物理的时间不长，动手实验有一定的模仿性，在这一阶段需做必要的演示.有光的反射探究的经验，只要引导学生处理好光路的可视化问题，折射规律的探究操作就不困难了；由于学生的视角远不同于老师，在实验归纳环节可能会纠缠于某些枝节或偏重于某一方面得不出完整的结论，所以在这里采用了类比法，以光的反射规律为比照来归纳光的折射规律，同时用多媒体展示台加强交流和评估，力争让所有学生都能获得正确完整的实验方案和结论，以利于规律运用环节的教学和后续学习.4.光折射的可逆性探究是本节的难点之一，学生对可逆的概念理解不到位，逆向思维能力有待培养，影响实验的设计和操作，实验既要探究可逆性，又要促进学生对可逆性的理解，有必要引导学生用两点定线法标注折射光线和入射光线，引导学生找到合适的位置逆向入射.改变角度反复做几次，这样可以实现实验的双重目的，又不必花费大量的时间，分散学生的注意力.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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