光的折射課件。
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教學目標
1、知識與技能:
知道什么是光的折射現(xiàn)象,知道折射中的入射點、入射光線、折射光線、法線、入射角和折射角;
能敘述光的折射規(guī)律的實驗結論;
知道光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的;
已知入射光線,能根據(jù)光的折射現(xiàn)象的實驗結論畫出折射光線的大致方向;
能用光的折射規(guī)律解釋生活中的一些現(xiàn)象。
2、過程與方法:
通過探究活動,感悟光的折射現(xiàn)象和規(guī)律;
通過創(chuàng)設學習情境,加強對光的折射規(guī)律感性認識和理性認識。
3、情感態(tài)度與價值觀:
利用折射現(xiàn)象中的因果關系,再次向學生強調注意客觀事物中存在的因果關系的重要性;
培養(yǎng)學生熱愛自然尊重自然的情感,激發(fā)學生勇于探索自然的熱情。
教材分析
本節(jié)既是光的反射的后續(xù)課,進一步講解光學的有關知識,又是后面透鏡及其應用的基礎,所以本節(jié)有承上啟下的作用。光的折射規(guī)律的正確理解是本節(jié)的關鍵,對于透鏡的學習,照像機和幻燈機,放大鏡的理解起至關重要的作用。課本列舉了各種光的折射的實例,對這些實例進行討論分析對理解光的折射規(guī)律有很大的作用。本節(jié)中介紹了在折射中光同樣具有可逆性。
學情分析
學生對于生活中的折射現(xiàn)象有所了解;學生不能用準確的物理語言來解釋生活中的折射現(xiàn)象
重點難點
教學重點:知道光的折射規(guī)律;能解釋簡單的折射現(xiàn)象。
教學難點:用玻璃磚等器材探究光的折射規(guī)律的過程。
教學過程
一、引入課題
我們已經知道,在同一種均勻的介質中,光是沿直線傳播的;那么,如果主光從一種介質傳到另一種介質中,情況將會怎樣呢?
二進行新課
1、光的折射現(xiàn)象
學生活動
分組實驗1:把激光筆靠在碗邊固定不動,按下按鈕,發(fā)現(xiàn)在碗底有一個光斑,在水槽中加水,使光射入水中,觀察到水槽側面的光斑向左移。
分組實驗2:在空碗里放一枚硬幣,移動碗,使眼睛剛剛看不到硬幣,保持眼睛和碗的位置不變,慢慢地向碗里倒水,隨著水面的升高,觀察者看到了硬幣,還會發(fā)現(xiàn)硬幣升高了。學生實驗,認真觀察現(xiàn)象。并積極思考。)
教師引導
當光射到兩種介質的分界面上時,有一部分光返回原介質繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫光的反射。如果光射到的是不透明物體的交界面,那么另一部分光會被吸收,但是如果光是射到某種透明介質的交界面上,比如從空氣中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要進入水中或者玻璃中傳播。
上述實驗中,學生能看見光斑向左移和水中硬幣“升高”,前者是由于光從空氣射向水中時發(fā)生了偏折,而后者是由于光從水中射向空氣中時發(fā)生了偏折。物理上把這種現(xiàn)象稱之為光的折射。
光的介質:能夠傳播光的物質,通常叫光的介質,如:空氣、水、玻璃、真空等。
討論光的折射定義
板書:
光的折射:光從一種介質斜射入另一種介質中,傳播方向就會發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。
請學生列舉生活中有哪些折射現(xiàn)象,教師做補充。
1、光的折射規(guī)律
提出問題:通過實驗,我們知道光從空氣斜射入水會發(fā)生偏折,光到底如何偏折呢?光在折射時遵循哪些規(guī)律呢?
下面我們首先畫出光從空氣斜射入水時出現(xiàn)的光的折射現(xiàn)象。并用作圖法作出光路圖。
介紹光路圖:重點解釋入射角、折射角等名詞。
入射角:入射光線與法線的夾角
折射角:折射光線與法線的夾角
做出猜想:略。
制定計劃與設計實驗:
你需要哪些實驗器材?如何通過實驗驗證你的猜想?
實驗探究:
提示:
1、觀察折射光線與入射光線的位置關系;
2、比較折射角與入射角的大小;
3、改變入射角的大小,觀察折射角的變化情況。
分析與論證:
1、折射光線、入射光線和法線在同一平面內;
2、折射光線和入射光線分居法線兩側;
3、當光從空氣斜射入水或其他介質中時,折射角小于入射角;當光從水或其他介質斜射入空氣中時,折射角大于入射角;(即斜射時空氣中的角始終最大)
4、入射角增大,折射角也增大。
讓學生進一步實驗探究,交流。
想一想:
1、當光線垂直射入玻璃磚表面時,傳播方向會怎樣變化?
2、當入射光線逆著折射光線射入時,折射光線變化有什么規(guī)律?
本問題小結:
1、垂直入射時折射角等于零;
2、光折射時光路可逆。
學生活動
讓學生用光的折射規(guī)律作圖:
1、光從空氣垂直射入水中的情形;
2、光從空氣斜射入玻璃磚后的情形。
三、用光的折射規(guī)律解釋現(xiàn)象
1、光斑為何想左移動?
2、放在碗底的硬幣原來看不見,加水后卻又看見了?
提示學生可通過畫圖分析
四、板書設計
第四節(jié)光的折射
1.光的折射:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向會發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫光的折射。
2.光的折射規(guī)律
①折射光線與入射光線,法線在同一平面內;
②折射光線和入射光線分居法線兩側;
③折射角隨著入射角的增大(減小)而增大(減小);
④當光從空氣斜射入其他透明介質時,入射角大于折射角;當光從其他透明介質斜射入空氣時,入射角小于折射角;
⑤當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不改變;
⑥在折射時光路是可逆的。
教學反思
本節(jié)課的內容較多,瑣碎一些,但它們之間還是有聯(lián)系的,都是圍繞教學目標主要展開教學,以認識光的折射現(xiàn)象和實驗探究光的折射規(guī)律為主線鋪開教學。教學中可根據(jù)學生學習的基礎,對學習的內容稍作加深,如通過作圖來解釋一些生活中的折射現(xiàn)象并歸納總結:無論是光從空氣斜射入水(或玻璃)中或是光從水(或玻璃)中斜射入空氣中時,空氣中的角始終最大。在教學過程中要注意以下四點:
1、本節(jié)實驗較多,要注意讓學生能觀察到明顯的現(xiàn)象,以加深對折射現(xiàn)象的印象和激發(fā)學生學習興趣。開始引入課題的實驗器材,要用碗不宜用杯子,避免解釋的麻煩。硬幣放入水中后,學生從側面觀察效果好。
2、本節(jié)實驗器材較多,重點是觀察折射時的光路。為保證觀察效果,最好在實驗室上課,并且要遮光。
3、為提高學生學習興趣和培養(yǎng)觀察、分析、歸納能力,做每個實驗前要提醒學生觀察什么。實驗完,教師不要急于講解,先引導學生自己分析、歸納,然后教師再補充、小結。當然應注意控制好時間,不要影響教學內容的完成。
4、運用折射規(guī)律解釋現(xiàn)象,學生會有一定困難。教師應注意示范引導,邊畫光路圖邊分析解釋。應強調:人眼看到物體是該物體射出的光進入人眼,而且人眼的生理功能只能感覺光是沿直線進入人眼的。
(一)引入新課
當光從一種介質進入另一種介質時,將發(fā)生反射和折射現(xiàn)象,光的折射現(xiàn)象,我們在初中也已經初步了解,上一節(jié)我們學習了光的反射,現(xiàn)在我們討論光的折射。
(二)教學過程
光傳播到兩種介質交界面時,同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。
1、折射定律:
(1)折射光線、入射光線、法線在同一平面內
(2)折射光線,入射光線在法線兩側。
(3)由此可知光在不同介質中傳播光速大小是不同的。必須指出光線入射的介質為真空;另一種介質可是任意的,如此定義的折射率為介質對真空的折射率又叫絕對折射率。如果光線在任意“兩種介質中傳播,折射率大的介質對折射率小的介質叫光密介質,反之叫光疏介質。它們是相對的。
理解和掌握折射率的物理意義是掌握折射定律的關鍵。
一束光射到兩種介質的界面時,其能量分配成反射和折射兩部分,隨著入射角的不同,其能量分配的比例也不同、在一般情況下,一束光在兩個介質的界面上會同時產生反射和折射,其中反射光線遵循反射定律,折射光線遵循的規(guī)律與折射率有關。
對于折射率應從下面幾個層次來理解:
A、在光的折射現(xiàn)象中,折射角隨著入射角的變化而變化,而兩角的正弦值之比是個常數(shù)。
B、對于不同的介質,此常數(shù)的值是不同的。如光從真空進入水中,這個常數(shù)為4/3,光從真空進入玻璃中,該常數(shù)為3/2。顯然,這個常數(shù)能反映介質的光學性質,我們把它定義為介質的絕對折射率,簡稱為折射率,用字母n表示。
c、介質的折射率是由介質本身性質決定的。它取決于光在介質中傳播的速度。
D、由于不同頻率的色光在同一種介質中傳播速度不同,紅光的傳播速度最大,折射率最小,紫光的春播速度最小,折射率最大。
只有掌握了折射率的內涵,才能理解光的折射現(xiàn)象,不僅能掌握折射定律,而且為研究全反射現(xiàn)象打下良好的基礎。
(一)教材:
物理通報編九年義務教育初中物理試驗本第一冊
(二)教學目的:
(1)使學生認識折射現(xiàn)象,掌握折射規(guī)律.
(2)使學生能作簡單的折射光路圖.
應達到的目標:①能說明什么是折射現(xiàn)象;②掌握折射時的規(guī)律;③能作出簡單的折射光路圖;④知道光發(fā)生折射的條件(斜射入兩種媒質的界面上,從一種媒質進入另一種媒質).
(三)課型:規(guī)律課.
重點:光的折射規(guī)律.
教具:演示儀器:燒杯,水,筷子,方形玻璃水槽,白色刻度盤,光源.
(注意:本課中的實驗需要在暗室進行.)
(四)教學過程:
1.復習提問:
(1)光在反射中有什么規(guī)律?
(2)什么叫做光路的可逆性?
2.引入新課:
(1)演示:①將一支筷子斜插入燒杯的水中,看到:筷子好像在水面處折了向上彎.
②再透過玻璃磚看一支粉筆時看到什么現(xiàn)象:一部分同學看到粉筆的位置好像錯位了,由于位置關系,還有部分同學看到沒錯位.
③教師:筷子并沒折,粉筆也沒有錯位,為什么會有這樣的錯覺呢?為了更好的解決這一問題,我們先來研究光的折射情況.引出課題——光的折射規(guī)律.
3.授新課:
(1)演示:在玻璃水槽內固定白色刻度盤,使水槽內的水面位于刻度盤的一半處,讓一束光線沿著刻度盤面斜射入盤中心O處的水面上.(為清楚看到刻度盤上的刻度及光線,可在水中滴幾滴紅墨水.)
(2)問:哪位同學來指明哪一束光線是反射光線?其特點是什么?(提示:其特點是在O處又被反射回到空氣中).
問:進入水中的那束光線與入射光線是否在同一條直線上?在什么地方開始偏折?
學生回答后引出板書:
1.光的折射:光從一種媒質斜射入另一種媒質時,在兩種媒質的界面處發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫光的折射.
強調定義中“斜”、“入”、“另一種媒質”及“界面”幾字的函意.
(3)①讓學生畫出實驗圖形,并指定一位同學將圖形畫在黑板上.
②教師介紹圖中各部分名稱,其中進入水中的光線叫折射光線,折射光線與法線的夾角叫折射角.由實驗可知反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象可同時發(fā)生.反射定律中說明了反射現(xiàn)象中的規(guī)律,那么折射現(xiàn)象中有什么規(guī)律呢?下邊我們來做實驗,觀察發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律.
(4)演示:
①入射光線斜射入中心O處的水面上但射線不沿盤面進行.觀察:折射光線在哪兒.
問:(對照板圖)若改CO為入射光線時,它在空氣中的折射光線會在哪兒呢?(根據(jù)光路的可逆性可知:其折射光線會沿著原來入射光線的路徑射出,即:OA.
問:此時,折射角還小于入射角嗎?(否)(如有條件在此可演示光從水斜射入空氣時的實驗,以證實:折射角不是總小于入射角.)
問:在什么情況下折射角才小于入射角呢?(只有在空氣斜射入水或其它媒質中時,折射角才小于入射角).(完善板書)
②光從真空(或空氣)斜射入水或其它媒質時,折射光線靠近法線,折射角小于入射角.
教師:綜合以上兩條即為折射規(guī)律.
(6)問:為什么要斜射入水或其它媒質中呢?(強調“斜”字)看以下實驗.
演示;讓入射光線垂直(沿法線)射入水中.
問:入射角等于多少?(0°),反射角等于多少?(0°),折射角等于多少?(0°).反射光線在哪?(按原路返回),折射光線在哪?(傳播方向不變)說明這是反射和折射中的一種特殊情況.(板書)
注意:當入射光線垂直射入另一種媒質中時,其傳播方向不改變.
教師:到現(xiàn)在,我們就不難理解在看玻璃磚后面的粉筆時,為什么會有兩種不同的結論了,而這兩種結論都是正確的,只是觀察這一現(xiàn)象時所在的位置不同.當粉筆把反射出的光垂直射入玻璃磚里時,在玻璃磚內仍按原來的傳播方向射至玻璃與空氣的界面上,因還是垂直入射的,所以其傳播方向仍不改變,如圖.若觀察者恰在這一光束的路徑上,逆著其傳播方向看去,則不會感覺到粉筆錯位了.那么如何解釋“錯位”的感覺呢?請同學們課下討論研究.
4.課堂跟練:(1)p19練習一,1、2題并訂正答案
(2)就書中的“想一想”,讓全班學生畫出光路圖,并令一學生畫在黑板上.全班訂正.
5.總結新課:
學生自己總結,教師訂正,同時強調:折射現(xiàn)象與反射現(xiàn)象中的區(qū)別;可以把折射規(guī)律中的第二條內容縮寫成“光疏密,折近法”說明其函意.
6.布置作業(yè);
(1)閱讀課文.
(2)總結反射現(xiàn)象與折射現(xiàn)象中的相同點和不同點.
(3)p20的第3題做實驗,并回答問題,寫在作業(yè)本上.
一、教材分析
1。教材的地位和作用
本課時是八年級物理上冊第二章《光現(xiàn)象》第四節(jié),光的折射是重要的光學現(xiàn)象,是理解透鏡成像的基礎,同時又是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎。光的折射現(xiàn)象學生比較熟悉,也比較感興趣,通過對現(xiàn)象的分析,培養(yǎng)學生密切聯(lián)系實際,運用科學知識來解釋一些自然現(xiàn)象的習慣和能力,更重要是激發(fā)學生學習興趣,提高科學素質,讓學生從小崇尚科學,立志獻身科學。本節(jié)教材讓學生認識光的折射現(xiàn)象和初步規(guī)律,是為下一章學習活動進行充分準備。所以本節(jié)是本單元教學的重點。
2。教學目標
(1)知識與技能
舉例說出一些光的折射現(xiàn)象,說出什么是折射光線和折射角;
說出光的折射規(guī)律,折射現(xiàn)象中光路是可逆的;
用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象。
(2)過程與方法
通過演示實驗,觀察現(xiàn)象,自己分析、歸納規(guī)律,培養(yǎng)觀察、分析、歸納能力。動手做實驗,培養(yǎng)動手能力及通過實驗研究問題的習慣。
(3)情感態(tài)度價值觀
初步領略折射現(xiàn)象的美妙,培養(yǎng)對自然現(xiàn)象熱愛、親近的情感。
通過對日常光現(xiàn)象的分析,破除迷信,熱愛科學。
3。難點和重點
(1)重點:光的折射規(guī)律;光路可逆。
(2)難點:光線進入不同介質中,折射角和入射角的關系;用光的折射解釋自然現(xiàn)象。
二、學生分析
光的折射現(xiàn)象是學生在生活中比較熟悉的,也是他們容易發(fā)生興趣的現(xiàn)象。教學中要注意培養(yǎng)學生對物理的興趣,充分發(fā)揮演示實驗的作用,迎合他們好奇、好動、好強的心理特點,調動他們學習的積極性和主動性。
三、選用的教具及設備
1。選擇教具依據(jù)
豐富的教學用具及設備,提高了訓練密度及廣度,使教學過程從枯燥到有趣,從抽象到形象。進行課堂演示實驗并利用計算機多媒體輔助教學,不僅提供了大量的教學信息,使學生在生動形象的環(huán)境中,得以迅速理解和掌握物理規(guī)律。激發(fā)學生們的學習興趣,調動他們的主動性、積極性、創(chuàng)造性,從而達到提高課堂教學效率的目地。
2。教具:
光的折射演示儀;碗;適量的水;筷子;多媒體課件;錄像剪輯。
四、教材處理
對日常光的折射現(xiàn)象學生有豐富的感性認識,以現(xiàn)象引入新課,學生學習目標明確,興趣濃厚。光的折射規(guī)律的認識,宜先提出問題及研究方法,通過學生猜想,對照演示實驗的觀察,輔以多媒體模擬演示,學生思維清晰、準確,有利于規(guī)律的總結歸納,并注意理論聯(lián)系實際,重視知識的應用,讓學生遵循認識的規(guī)律:從實踐到理論,又從理論到實踐。達到掌握知識、提高能力,從而提高課堂效率。
五、教法、學法
1。教法
根據(jù)教學內容的上下承接關系,學生剛學完光的反射,對光的現(xiàn)象已有一些簡單的認識,對光學研究中的一些物理量已有初步的了解,如入射角、法線等。針對新課標對學生能力的要求,本節(jié)采用觀察分析、啟發(fā)式教學法。通過實驗演示、觀察分析、啟發(fā)對比、總結歸納得出規(guī)律。在課堂上通過教師的引導,讓學生進行演示實驗和計算機的模擬實驗的觀察,使學生在頭腦中有清晰的表象,以具體生動的感性認識為基礎掌握知識,而不是生硬地死記硬背,同時在觀察中培養(yǎng)能力,開展思維訓練重視知識的應用,理論緊密聯(lián)系實際。
2。學法
本節(jié)采用觀察、對比、分析的學習方法,引導學生獲取知識,通過思考討論,總結歸納出光的折射規(guī)律,應用折射規(guī)律解釋一些自然現(xiàn)象,培養(yǎng)學生愛科學、用科學,提高學生的學習興趣。
六、教學過程
【課堂教學】
(一)復習提問:
光在均勻介質中如何傳播?
什么是光的反射規(guī)律?
(二)新課引入:
【學生實驗一】:
在碗中倒入適量的水,斜插入一根直筷子,讓學生側面斜視觀察現(xiàn)象。請學生思考這是為什么?
設計此導入簡潔,易引起學生的注意,培養(yǎng)學生學習探究的興趣。
(三)新課教學:
1。光的折射現(xiàn)象
【學生實驗二】:
光的折射,讓一束光線從空氣中斜射入水中。
讓學生想想:從空氣射進入水中的光線將沿什么方向行進?如果改變方向是向界面偏折還是向法線偏折?當入射光線垂直于水面入射時,折射光線的方向如何?
引起學生的觀察興趣,明確觀察目的和觀察對象。
繼續(xù)探究光從空氣進入水中的物理規(guī)律
①光線斜射入水中;
②讓入射角先發(fā)生變化;
③光線垂直射水中。(上述實驗時多做幾次,同時用課件顯示實驗的問題和內容)
一、內容及其解析
本節(jié)課要學的內容光的折射指的是折射現(xiàn)象、光的折射規(guī)律,其核心是光的折射規(guī)律 。學生已經學過光沿直線傳播和光的反射,本節(jié)課的內容光的折射指就是在此基礎上的發(fā)展起來的。由于它還與后面的知識有密切的關系,所以在本學科有重要的的地位,并有承上啟下 的作用,是本章的核心內容。教學的重點是光的折射規(guī)律的推導,解決重點的關鍵是利用實驗探究法、分析法、作圖法等方法來理解。
二、目標及其解析
1、目標定位:
(1)知道光的折射現(xiàn)象及折射光線和折射角;
(2)知道光的折射規(guī)律及在折射現(xiàn)象中光路可逆;
(3)能夠用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象
2、目標解析: 知道光的折射現(xiàn)象及折射光線和折射角;知道光的折射規(guī)律及在折射現(xiàn)象中光路可逆;能夠用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象就是指通過演示實驗,指導學生觀察現(xiàn)象,引導學生自己分析、歸納規(guī)律,培養(yǎng)學生的觀察、分析、歸納能力。引導學生動手做實驗,培養(yǎng)學生的動手能力及通過實驗研究問題的習慣。
三、問題診斷分析
在本節(jié)課的教學中,學生可能遇到的問題是對光從其他介質斜射入空氣中時折射角大于入射角,產生這一問題的原因是學生對光路的可逆性的理解。要解決這一問題就要引導學生從光路的可逆性來理解光從其他介質斜射入空氣中時折射角大于入射角。
四、教學支持條件分析
在本節(jié)課光的折射的教學中,準備使用光的折射演示儀。因為使用光的折射演示儀,有利于學生理解光的折射規(guī)律。
五、教學過程設計
一、新課引入:
我們都知道漁民捕魚有很多方法,如:用網(wǎng)網(wǎng)魚、用魚叉叉魚等?,F(xiàn)在,我們也來體驗一下漁民叉魚,(出示塑料泡沫上畫有魚和玻璃水缸)學生進行叉魚比賽。當學生在比賽時,發(fā)現(xiàn)魚叉都叉在魚的上方后,很驚奇。引導學生提出問題:你從這個活動中想到了什么?
二、新課講解:
(一)光的折射規(guī)律
探究1:觀察光從空氣射入水(玻璃)中的傳播路徑,并把你看到的現(xiàn)象畫出來。
1.學生猜想,并在黑板上畫出自己猜想的傳播路徑。
2.小組設計實驗方案并交流,確定可行方案。
3.進行實驗收集證據(jù)。(要求畫圖記錄下觀察到的光進入水(玻璃)中的傳播途徑)
4.交流實驗結果
各組畫出觀察到的光傳播路徑。
學生可以看到光的偏折現(xiàn)象,告訴學生,這就是光的折射現(xiàn)象,從而引入課題。debasrideb.com
5.用語言表達探究1的結果。
結論1:光從空氣中斜射入水或其他介質時,折射光線向法線偏折。
結論2:當光從空氣垂直射入水或其他介質時,傳播方向不改變。
探究2 想想議議:光從水(玻璃)斜射入空氣中,折射光線向法線還是界面偏折?如圖3。
1.學生猜想并畫出圖表達自己的想法。
2.討論交流:師投影學生做圖的情況
②作這個猜想時,你做了什么樣的假設。(學生能從光反射時光路可逆,聯(lián)想到光的折射時光路也是可逆的)
實驗驗證:①教師演示光從空氣斜射半圓形玻璃磚,如圖4;②哪位同學能幫助老師逆著折射光射入另一束光,讓同學們觀察光在空氣中的傳播途徑呢?(學生們躍躍欲試、興趣很高)
③學生觀察到光從玻璃中射入空氣中的光與原入射光重合。
④教師要求學生把觀察到的現(xiàn)象畫到黑板上。
⑤結論3:光在折射時,光路是可逆的。
結論4:光從水(玻璃)或其它介質斜射入空氣中,折射光線遠離法線偏折。
動畫重現(xiàn)實驗過程,增強形象刺激。
啟發(fā)學生記憶:把結論1和結論4與光在不同介質中傳播速度情況聯(lián)系起來,可得到什么樣的規(guī)律。[快遠慢近,即在發(fā)生折射時,在傳播得快的介質(空氣)中是遠離法線,在傳播得慢的介質(水或玻璃)中是靠近法線。]
(二)光的折射知識應用
1.現(xiàn)在,我們來解釋剛才在叉魚比賽中,為什么我們同學會叉在魚的'上方。原來魚從水中發(fā)出的光線,由水進入空氣時,會在水面發(fā)生折射,折射角大于入射角,折射光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們的反向延長線的交點魚像發(fā)出來的,魚像比魚位置高。所以剛才比賽的同學會叉在魚的上方。(播放動畫)
2.利用電腦播放視頻材料:放在杯底剛好看不見的硬幣,加上水后又會看得見。要求學生利所學的知識加以回答,最后強調看見的硬幣是硬幣的像。
3.教師提出:有的同學喜歡游泳,看水只有齊腰深,可到水中就不止了,這是什么原因。
學生回答:(這是光的折射現(xiàn)象,由于光從水中射向空氣時,發(fā)生折射,而人的眼睛認為光是沿直線傳播造成的)。
同學們學了光的折射知識后,要懂得應用到生活中,在游泳時要特別注意安全。
4.你見過海市蜃樓嗎?你知道海市蜃樓是怎樣產生的嗎?(教師提問)
學生回答:(從報紙報道上知道海市蜃樓的現(xiàn)象,從電視上看到海市蜃樓,從科普讀物上知道海市蜃樓產生的原因是光的折射現(xiàn)象產生的)。
海市蜃樓是怎樣產生的?我們已經知道,光是沿直線傳播的,其實嚴格地說,光只是在均勻的介質中才沿直線傳播,如果介質疏密不均,光線就不會沿直線傳播而會發(fā)生折射。海市蜃樓是一種由光的折射產生的現(xiàn)象,多發(fā)生在夏天海面上。
教學目標
知識目標
1、理解折射定律的確切含義,并能用來解釋光現(xiàn)象和計算有關的問題.
2、理解折射率(指絕對折射率)的定義,以及折射率是反映介質光學性質的物理量.
3、知道折射率與光速的關系,并能用來進行計算.
能力目標
1、知道折射光路是可逆的,并能解釋光現(xiàn)象和計算有關的問題.
2、能解釋自然界中出現(xiàn)的現(xiàn)象,如:海市蜃樓、水中觀像等.
情感目標
通過生活中大量的折射現(xiàn)象的分析,激發(fā)學生學習物理知識的熱情,并正確認識生活中的自然現(xiàn)象.
教學建議
折射定律和折射率的概念是重點內容.其中對折射率的理解是難點.教學中要注意這樣幾點、
①折射定律在初中是作為實驗的結論提出來的,定律的第二條沒有講正弦比,只是通過實驗講了入射角和折射角哪個大、在高中教學中應該介紹折射定律的發(fā)現(xiàn)過程,使學生認識到科學上的發(fā)現(xiàn)是要經過曲折過程的,培養(yǎng)學生不斷樹立勇于探索規(guī)律的思想、
②折射率是掌握折射定律的關鍵,要讓學生理解中體會這樣幾個層次;當光由真空射入玻璃時,入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的,但正弦值之比都是個常數(shù);對于不同介質具有不同的常數(shù);媒質的折射率與入射角、折射角無關,而是跟光在其中的傳播速度v有關.
③講完折射定律應做學生實驗,測玻璃的折射率.讓學生通過實驗理解,是測量式,而折射率反映的是介質的性質、
對于折射定律的應用,要讓學生掌握分析方法,教師可以列舉一些折射現(xiàn)象,適當引導學生進行分析,逐漸讓學生認識到規(guī)律對現(xiàn)象的分析方法.
實驗建議
1、現(xiàn)象的演示,可用激光光學演示儀,它的優(yōu)點是可以不在暗室中進行實驗.本實驗利用半圓形玻璃磚的平面和光盤上“90°”刻度線重合,圓心和光盤圓心重合,使入射光射向圓心讓入射光從空氣射入玻璃,折射光從柱面射出,因沿半徑方向而不再折射.這樣改變入射角,可以從光盤讀出幾組不同的i、r值,計算正弦比值、加深對折射定律的理解.
2、在講光的全反射現(xiàn)象時,可以增加一個演示實驗,以使學生對全反射現(xiàn)象留下深刻的印象.“用一個直徑2cm以上的表面粗糙的金屬球懸掛起來,表面用蠟燭燃燒冒出煙將其熏黑.使其浸入水中從量林側面觀察是一個亮亮的銀球.提出水后是一個黑球.”學生看后很驚奇,然后引導學生用全反射產生的條件分析現(xiàn)象產生的原因,效果較好.
3、測玻璃的折射率的學生實驗,作圖時要求精確,本實驗要讓學生知道:
(1)處理數(shù)據(jù)的方法不僅可以直接測量入射角i和折射角r,還可以通過在入射光線和折射光線上量取等長線段,然后向法線做垂線的方法,如圖用刻度尺測量出AD和BP的長度,
這種方法中,AO=PO且注意AO和PO盡量取得長一些,例如要大于10cm,一般可得到三位有效數(shù)字,取不同的入射角得到的n值很接近.
(2)本實驗也可以不用平行板玻璃磚、實驗的關鍵在于用插針法確定射出玻璃磚的出射光線,然后通過連接入射點和出射點找到折射光線.
教學設計示例
(一)引入新課
當光從一種介質進入另一種介質時,將發(fā)生反射和折射現(xiàn)象,現(xiàn)象,我們在初中也已經初步了解,上一節(jié)我們學習了光的反射,現(xiàn)在我們討論.
(二)教學過程
光傳播到兩種介質交界面時,同時發(fā)生反射和折射現(xiàn)象.
1、折射定律:
(1)折射光線、入射光線、法線在同一平面內
(2)折射光線,入射光線在法線兩側.
(3).為折射率它是反映介質的光學性質的物理量.對于同一介質無論、變化,是不變的.對于不同介質的值是不同的.介質的折射率n與光的其中傳播速度有關,.由此可知光在不同介質中傳播光速大小是不同的.必須指出光線入射的介質為真空;另一種介質可是任意的,如此定義的折射率為介質對真空的折射率又叫絕對折射率.如果光線在任意“兩種介質中傳播,折射率大的介質對折射率小的介質叫光密介質,反之叫光疏介質.它們是相對的.
理解和掌握折射率的物理意義是掌握折射定律的關鍵.
一束光射到兩種介質的界面時,其能量分配成反射和折射兩部分,隨著入射角的不同,其能量分配的比例也不同、在一般情況下,一束光在兩個介質的界面上會同時產生反射和折射,其中反射光線遵循反射定律,折射光線遵循的規(guī)律與折射率有關.
對于折射率應從下面幾個層次來理解:
A、在現(xiàn)象中,折射角隨著入射角的變化而變化,而兩角的正弦值之比是個常數(shù).
B、對于不同的介質,此常數(shù)的值是不同的.如光從真空進入水中,這個常數(shù)為4/3,光從真空進入玻璃中,該常數(shù)為3/2.顯然,這個常數(shù)能反映介質的光學性質,我們把它定義為介質的絕對折射率,簡稱為折射率,用字母n表示.
C、介質的折射率是由介質本身性質決定的.它取決于光在介質中傳播的速度.
D、由于不同頻率的色光在同一種介質中傳播速度不同,紅光的傳播速度最大,折射率最小,紫光的春播速度最小,折射率最大.
只有掌握了折射率的內涵,才能理解現(xiàn)象,不僅能掌握折射定律,而且為研究全反射現(xiàn)象打下良好的基礎.
探究活動
1.測定各種透光物質的折射率
2.研究同種物質對于不同顏色率
3.利用知識解釋生活中的有關現(xiàn)象.
教學目標
知識目標
(1)知道什么是光的折射現(xiàn)象,知道折射中的入射點、入射光線、折射光線、法線、入射角和折射角.
(2)能敘述光的折射現(xiàn)象的實驗結論.
(3)知道光的折射現(xiàn)象中,光路是可逆的.
(4)已知入射光線,能根據(jù)光的折射現(xiàn)象的實驗結論畫出折射光線的大致方向.
(5)能舉出光的折射現(xiàn)象在生活中的實例.
能力目標
由觀察演示實驗現(xiàn)象入手,通過教師的引導,幫助學生分析、概括出相應結論.培養(yǎng)學生的觀察能力,訓練學生的分析、概括能力.
情感目標
利用折射現(xiàn)象中的因果關系,再次向學生灌輸注意客觀事物中存在的因果關系的重要性.
教學建議
教材分析
本節(jié)是第五章光的反射的后續(xù)課,進一步講解光學的有關知識,又是第六章光的折射的基礎,所以本節(jié)有承上啟下的作用,光的折射規(guī)律的正確理解是本節(jié)的關鍵,對于透鏡的學習,照像機和幻燈機,放大鏡的理解起至關重要的作用.課本列舉了各種光的折射的實例,對這些實例進行討論分析對理解光的折射規(guī)律有很大的作用.本節(jié)中介紹了在折射中光同樣具有可逆性.
教法建議
本節(jié)是在第五章光的反射的后續(xù)課,進一步講解光學的有關知識,又是第六章光的折射的基礎,所以本節(jié)有承上啟下的作用,注意在本節(jié)的講授中要合理有效的運用實驗教學和啟發(fā)式教學兩種方法.激發(fā)學生的學習興趣,在光的折射規(guī)律的理解上,要結合實驗對比使學生明白“折射角小于入射角”這一結論的成立是有條件的.
為了培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才,教師不但要傳授科學的定理、定律,還要傳授這些定理、定律是如何被發(fā)現(xiàn)的.因此,講一點相關的物理學史的內容,也是符合目前物理教學改革方向的措施之一.
教學設計示例
1.引入課題
當光射到兩種介質的交界面上,有一部分光返回原介質繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫光的反射,如果光射到的是不透明物體的交界面,那么另一部分光會被吸收,但是如果光是射到某種透明介質的交界面上,比如從空氣中射入水中或者玻璃中,另一部分光就要進入水中或者玻璃中傳播.在引入課題中要注意學生的主動性.
方案一:向學生演示動畫,使學生明白光斜入射在空氣和水兩種介質的分界面上,光不僅僅會發(fā)生反射,還會發(fā)生折射,激發(fā)學生的學習興趣,帶著問題進入新課的學習.
方案二:演示各種有趣的光的折射現(xiàn)象,例如內畫壺、插入水中的筷子看上去變彎了等等從而引入新課.
2.新課教學
(一)光的折射定義的講解
課堂小實驗一:在日常生活中光的折射現(xiàn)象十分普遍,請學生們透過玻璃磚看自己的手指,并注意調換觀察的角度,看一下,發(fā)生了什么現(xiàn)象?也可以用鉛筆,或其它物品代替手指進行觀察.
實驗結論:視線越斜,錯位越顯著,如果視線垂直于玻璃磚的側面則沒有發(fā)生錯位.
課堂小實驗二:將一枚硬幣放進水中,讓學生觀察硬幣的位置是否發(fā)生變化.
實驗結論:硬幣的實際位置比看上去的深.
課堂小實驗三:準備一個比較深的大魚缸,里面放入幾條魚,讓學生伸手抓魚,并讓學生談一下感受.
實驗結論:魚的實際位置比看上去的深.
由實驗得出光的折射的定義.
(二)光的折射的一般規(guī)律
進行演示實驗,教師先介紹教材圖6-2所示實驗儀器,然后讓一束光從空氣中斜射入水中,讓同學觀察實驗現(xiàn)象,并對照實驗講解哪些是入射光線、折射光線、法線,哪些角是入射角、折射角,對實驗中所觀察到的反射光線略作說明.
圖6-l
實驗過程中注意觀察并考慮以下問題
A.折射光線與入射光線和法線在位置上有什么關系?
B.折射光線與入射光線在位置上有什么關系?
C.改變入射角的大小,觀察折射光線與折射角發(fā)生什么變化.
D.在整個實驗進行的過程中,折射光線與入射光線比較是靠近還是遠離法線,折射角與入射角的大小比較有什么特點.
E.讓光線垂直于界面入射,看到什么現(xiàn)象.
實驗結束后請學生回答以上的問題,教師對學生所回答的內容進行適當?shù)闹笇?,最后得出正確的結果,寫出板書.
(三)在折射時光路是可逆的知識點的講授
向學生發(fā)問:如果把光源放到水中,讓光線逆著折射的方向射入空氣中,會看到折射光線沿什么方向射出?
通過實驗驗證學生的回答是否與實驗事實相符.
(四)折射角與入射角的關系
用動畫演示改變入射角的大小,觀察折射角的變化.
3.教學總結
對于光的折射現(xiàn)象和它的初步規(guī)律進行定性分析,由于初中學生剛接觸物理知識,對于折射角與入射角的關系不要進行定量的分析,但可以稍加介紹.注意實驗教學在本節(jié)講授中的重要作用。
一、教材分析
1. 教材的地位和作用
本課時是八年級物理上冊第二章《光現(xiàn)象》第四節(jié),光的折射是重要的光學現(xiàn)象,是理解透鏡成像的基礎,同時又是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎。光的折射現(xiàn)象學生比較熟悉,也比較感興趣,通過對現(xiàn)象的分析,培養(yǎng)學生密切聯(lián)系實際,運用科學知識來解釋一些自然現(xiàn)象的習慣和能力,更重要是激發(fā)學生學習興趣,提高科學素質,讓學生從小崇尚科學,立志獻身科學。本節(jié)教材讓學生認識光的折射現(xiàn)象和初步規(guī)律,是為下一章學習活動進行充分準備。所以本節(jié)是本單元教學的重點。
2. 教學目標
(1)知識與技能
舉例說出一些光的折射現(xiàn)象,說出什么是折射光線和折射角;
說出光的折射規(guī)律,折射現(xiàn)象中光路是可逆的;
用光的折射解釋生活中的一些簡單現(xiàn)象。
(2)過程與方法
通過演示實驗,觀察現(xiàn)象,自己分析、歸納規(guī)律,培養(yǎng)觀察、分析、歸納能力。動手做實驗,培養(yǎng)動手能力及通過實驗研究問題的習慣。
(3)情感態(tài)度價值觀
初步領略折射現(xiàn)象的美妙,培養(yǎng)對自然現(xiàn)象熱愛、親近的情感。
通過對日常光現(xiàn)象的分析,破除迷信,熱愛科學。
3. 難點和重點
(1)重點:光的折射規(guī)律;光路可逆。
(2)難點:光線進入不同介質中,折射角和入射角的關系;用光的折射解釋自然現(xiàn)象。
二、學生分析
光的折射現(xiàn)象是學生在生活中比較熟悉的,也是他們容易發(fā)生興趣的現(xiàn)象。教學中要注意培養(yǎng)學生對物理的興趣,充分發(fā)揮演示實驗的作用,迎合他們好奇、好動、好強的心理特點,調動他們學習的積極性和主動性。
三 、選用的教具及設備
1. 選擇教具依據(jù)
豐富的教學用具及設備,提高了訓練密度及廣度,使教學過程從枯燥到有趣,從抽象到形象。進行課堂演示實驗并利用計算機多媒體輔助教學,不僅提供了大量的教學信息,使學生在生動形象的環(huán)境中,得以迅速理解和掌握物理規(guī)律。激發(fā)學生們的學習興趣,調動他們的主動性、積極性、創(chuàng)造性,從而達到提高課堂教學效率的目地。
2. 教具:
光的折射演示儀;碗;適量的水;筷子;多媒體課件;錄像剪輯。
四、教材處理
對日常光的折射現(xiàn)象學生有豐富的感性認識,以現(xiàn)象引入新課,學生學習目標明確,興趣濃厚。光的折射規(guī)律的認識,宜先提出問題及研究方法,通過學生猜想,對照演示實驗的觀察,輔以多媒體模擬演示,學生思維清晰、準確,有利于規(guī)律的總結歸納,并注意理論聯(lián)系實際,重視知識的應用,讓學生遵循認識的規(guī)律:從實踐到理論,又從理論到實踐。達到掌握知識、提高能力,從而提高課堂效率。
五、教法、學法
1. 教法
根據(jù)教學內容的上下承接關系,學生剛學完光的反射,對光的現(xiàn)象已有一些簡單的認識,對光學研究中的一些物理量已有初步的了解,如入射角、法線等。針對新課標對學生能力的要求,本節(jié)采用觀察分析、啟發(fā)式教學法。通過實驗演示、觀察分析、啟發(fā)對比、總結歸納得出規(guī)律。在課堂上通過教師的引導,讓學生進行演示實驗和計算機的模擬實驗的觀察,使學生在頭腦中有清晰的表象,以具體生動的感性認識為基礎掌握知識,而不是生硬地死記硬背,同時在觀察中培養(yǎng)能力,開展思維訓練重視知識的應用,理論緊密聯(lián)系實際。
2. 學法
本節(jié)采用觀察、對比、分析的學習方法,引導學生獲取知識,通過思考討論,總結歸納出光的折射規(guī)律,應用折射規(guī)律解釋一些自然現(xiàn)象,培養(yǎng)學生愛科學、用科學,提高學生的學習興趣。
六、教學過程
【課堂教學】
(一)復習提問:
光在均勻介質中如何傳播?
什么是光的反射規(guī)律?
(二)新課引入:
【學生實驗一】:
在碗中倒入適量的水,斜插入一根直筷子,讓學生側面斜視觀察現(xiàn)象。請學生思考這是為什么?
設計此導入簡潔,易引起學生的注意,培養(yǎng)學生學習探究的興趣。
(三)新課教學:
1.光的折射現(xiàn)象
【學生實驗二】:
光的折射,讓一束光線從空氣中斜射入水中。
讓學生想想:從空氣射進入水中的光線將沿什么方向行進?如果改變方向是向界面偏折還是向法線偏折?當入射光線垂直于水面入射時,折射光線的方向如何?
引起學生的觀察興趣,明確觀察目的和觀察對象。
繼續(xù)探究光從空氣進入水中的物理規(guī)律
① 光線斜射入水中;
② 讓入射角先發(fā)生變化;
③ 光線垂直射水中。(上述實驗時多做幾次,同時用課件顯示實驗的問題和內容)
教師引導學生觀察實驗,記錄實驗結果,學生交流合作,得出結論:
①光從一種介質斜射入另一種介質中時,傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。
強調:斜射、折射光線和折射角。
②(光線從空氣斜射水中)折射角小于入射角,折射光線向法線偏折。
③ 入射角增大時,折射角也隨之增大。
④ 光線垂直射入水面時,傳播方向不改變。
(教師補充):如果光從空氣進入玻璃、水晶等透明物質時,折射情況與上述相同。
直觀明確地把抽象的折射知識具體展示,培養(yǎng)學生裝由具體感知向抽象思維轉化的能力。
〖想想議議〗:課本P46想想議議。 [學生分組討論,請代表發(fā)言]
【學生實驗三】:
光線從水中斜射進入空氣中。 (教師引導學生觀察實驗,得出結論。)
結論:
①光從水中斜射入空氣中,折射角大于入射角,折射光線偏離法線。
②在光的折射現(xiàn)象中光路可逆。
讓學生動筆畫出光折射的光路圖,并總結光的折射規(guī)律。
指導學生觀察、實驗,引導學生自己分析、歸納規(guī)律,培養(yǎng)學生的觀察、分析、歸納能力。
3.用光的折射解釋現(xiàn)象
〖現(xiàn)象一〗:池水變淺了
〔問〕:我們看到河水的深度(視深)跟河水的實際深度那個大?[利用電腦課件解釋]
〖現(xiàn)象二〗:插入水中的筷子為什么會彎折?[學生討論,代表回答]〔利用電腦課件解釋〕
〖現(xiàn)象三〗:原來碗底的硬幣看不見,倒入水后卻能看到硬幣?[學生討論,代表回答]〔利用電腦課件解釋〕
思考:若從水中看岸邊的物體位置是變高了還是變低了?
培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力,掌握由學會向會學轉變的學習方法。
〔講述故事〕:在清澈見底的池塘,常有小孩下水戲耍而溺死,有的老人說,這是水中有鬼迷惑小孩。請同學們用今天所學的知識來分析小孩溺水可能的原因。[學生分組討論,請代表發(fā)言]
對學生進行破除迷信、熱愛科學的唯物主義教育。
四、反饋練習、鞏固提高:
課本P48動手動腦學物理1、2
五、復習小結:
六、布置作業(yè)
(1)課本p48閱讀材料《海市蜃樓》
(2)課后練習與評價P19。
(3)小實驗:觀察壓在厚玻璃板下的圖像文字有何變化?并用折射規(guī)律加以解釋。
【板書設計】
第一節(jié)光的折射
1.折射現(xiàn)象:
光從一種介質斜射入另一種介質中時,傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫做光的折射。
2.折射角:折射光線與法線的夾角。
3.光的折射規(guī)律
(1)光從空氣斜射入水或其它透明介質中時:
① 折射光線與入射光線、法線在同一個平面上;
② 折射光線和入射光線分居法線兩側;
③ 折射角小于入射角;
④ 入射角增大時,折射角也隨著增大;
(2)光從水或其它透明介質斜射入空氣中,折射角大于入射角。
(3) 當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不改變。
4.光的折射中光路可逆。
5.人從空氣看到水中的物體是看到物體的虛像。
教學目標
知識與技能
1.了解光的折射現(xiàn)象。
2.了解光從空氣射入水中或其他介質中時的偏折規(guī)律。
3.了解光在發(fā)生折射時,光路的可逆性。
過程與方法
1.通過觀察,認識折射現(xiàn)象。
2.體驗由折射引起的錯覺。
情感、態(tài)度與價值觀
1.初步領略折射現(xiàn)象的美妙,激發(fā)學生探索自然現(xiàn)象的興趣。
2.培養(yǎng)學生在學習中的交流、團結和協(xié)作精神。
教學重難點
重點
光的折射和光的折射規(guī)律的推導。
難點
光的折射規(guī)律的應用。
教學過程
【復習光的反射】
1.課前練習
2.課前提問
【新課導入】
活動1:“刺魚”活動(學生):
各組取小桶一只,加入適量的水,把數(shù)條“小魚”(如圖1)通過10 cm左右的細線綁在石塊上(小魚容易從細線上拉落),浸入水中,使“魚”潛入水中較深的位置。
(學生)各小組挑選一名代表,用細鐵絲作魚叉,快速向“魚”刺去,把魚刺出水面為成功,只準刺兩次,看哪個小組能夠成功。
教師問失敗的同學,是否對準了“魚”,學生點頭。學生問:為什么刺不到“魚”?
教師因勢利導,指出這是光的折射現(xiàn)象,引出課題。
【新課教學】
一、光的折射概念
演示實驗:(如圖2)取塑料桶,把電筒安裝在鐵架臺上,打開電筒,讓光斜射入水中,從桶的側面可以觀察到一個光亮的點B,加入熱水,觀察現(xiàn)象。
學生觀察到光亮的點不再在原來的B點,而是下移到另一點B',說明光的傳播方向發(fā)生了變化。引出光的折射概念。
二、光的折射規(guī)律
小組實驗1
學生:安裝器材,再把刻度盤豎直懸掛在鐵架臺下,盤的頂部略高出桶的邊緣,加入熱水,使水與水平方向的直徑相平,用鐵夾夾住電筒,使電筒通路,讓電筒的光平行并貼近于刻度盤面,并使入射點在圓心(豎直方向的直徑表示法線),(通過熱水的水蒸氣在水面液化的水霧)觀察入射光線和在水中的折射光線。
教師提示學生把觀察到的現(xiàn)象用紅色的粉筆畫在白紙上。標上相應的字母。請一位同學把它畫在黑板上。大致可以得到如圖3所示的光路,教師引導學生認識三條線以及位置關系。
(教師巡視,解答學生的疑問,幫助有困難學生做好實驗)
小組實驗2:
把光垂直射入水中,觀察折射光線,判斷折射角與入射角大小的關系。
三、光路可逆
模仿光的反射現(xiàn)象。
四、課堂練習
(甲、乙、丙三位同學板演)
五、光的折射應用以及活動
1.解釋”刺魚“失敗原因。
a.讓個別學生往更深的位置刺”魚“。
b.教師引導學生通過看動畫,得出”魚“的位置變淺了的結論。
2.水池變淺。
3.硬幣再現(xiàn)。
學習目標:
1、根據(jù)光沿直線傳播的條件,知道光線發(fā)生折射的條件。
2、通過探究理解光的折射規(guī)律。
3、能利用光的折射規(guī)律解釋生活中的相關現(xiàn)象。
學習重點:光的折射規(guī)律
學習難點:根據(jù)光的折射規(guī)律解釋現(xiàn)象
教具學具:
演示用:激光光源、光的折射演示裝置、水槽。
學生用:碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水。
導學方法:實驗法、歸納法、講練法。
學習過程:
一、快樂自學、合作探究
(一)知識回顧
光在沿直線傳播;光傳播到水、玻璃等許多物體的表面會發(fā)生現(xiàn)象。
(二)實驗探究:
1、認識基本概念:
ao是光線,ob是光線,on是。入射角是和的夾角,在圖中是,折射角是和的夾角,在圖中是。
2、實驗探究:
(1)光從空氣斜射入水中,折射光線將法線(靠近或遠離),也就是折射角
入射角(﹥、﹦、﹤)。
(2)光從空氣斜射入水中,入射角增大時,折射角隨之。
(3)(一種特殊折射)當光線垂直射向水中時,傳播方向,此時折射角等于____度,入射角等于_____度。
(4)如果讓光逆著原來折射光線(的方向)從水中射入空氣中,光會不會逆著原來入射光線的傳播方向?在光的折射現(xiàn)象中,光路是的。
3。例題:畫出圖中的折射光線,并標出入射角∠i和折射角∠r
(四)光折射現(xiàn)象的解釋
(1)在將筷子插入水中,看到的是筷子的(實或虛)像;為什么會向上彎折?
(2)將一塊厚玻璃放在一只鉛筆上,斜著看上去鉛筆似乎折成了三段,這種“一筆三折”,也是因為光的______的緣故。
(3)叉魚時,我們同學會叉在魚的上方,原來魚從水中發(fā)出的光線,由水進入空氣時,會在水面發(fā)年折射,折射角大于入射角,光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們的反向延長線的交點魚像發(fā)出來的,魚像是魚的,魚像比魚位置。所以叉魚應瞄準魚的下方才能叉到魚。
(4)閱讀課本內容,簡述海市蜃樓的形成。
二、自我小結:
本節(jié)課我的收獲是
1。光的折射規(guī)律:
①折射光線與入射光線、法線在同一平面內;
②折射光線和入射光線分居法線兩側;
③光從空氣斜射入水或其他介質中時,折射角入射角(也就是折射光線法線);
光從水或其他介質斜射入空氣中時,折射角入射角(也就是折射光線法線);
入射角增大時,折射角也隨著;
④當光垂直射向介質表面時,傳播方向。
⑤在光的折射中光路是。
2。解釋現(xiàn)象:從水面上看水中的物體,看到是像,像的位置比實際位置偏。
如:筷子變彎、池水變淺、叉魚、碗中硬幣等現(xiàn)象。
我還有的疑惑是
三、當堂訓練:
必做題
1、秋高氣爽的夜里,當我們仰望天空時會覺得星光閃爍不定,這主要是因為()
a、星星在運動b、地球在繞太陽公轉c、地球在自轉
d、大氣的密度分布不穩(wěn)定,星光經過大氣層后,折射光的方向隨大氣密度的變化而變化
2、如圖所示的四個光路能正確表示光線由玻璃射入空氣的是()
3、如圖所示的四種情景中,屬于光的折射現(xiàn)象的是()
4、一束光線由空氣斜射入水中時,如果入射角逐漸增大,折射角將()
a、逐漸減小,且總小于入射角b、逐漸增大,且總大于入射角
c、逐漸減小,且總大于入射角d、逐漸增大,且總小于入射角
5、某同學在水池邊看到水里“魚在云中游”則他看到的'“魚”和“云”()
a、都是光的反射現(xiàn)象形成的b。都是光的折射現(xiàn)象形成的
c、“魚”是光的反射現(xiàn)象形成的,“云”是光的折射現(xiàn)象形成的
d、“魚”是光的折射現(xiàn)象形成的,“云”是光的反射現(xiàn)象形成的
選做題
6、如圖所示為小明家的魚缸,一縷陽光透過窗簾的縫隙投射在魚缸中的水面上,一條光線經水面折射進入魚眼(已畫出)。請畫出入射光線、反射光線的大致方向,標明入射角r和折射角θ。
7、如圖所示,是光由玻璃射入空氣時發(fā)生折射的不完整的光路圖,在圖中,入射光線是,折射光線是,折射角是,入射角為,是玻璃。
一、說教材、教材分析:
本節(jié)屬于高中物理的幾何光學部分,初中沒有學過全反射,對學生是一種新現(xiàn)象。在前面課程中學生已經學習了光的直線傳播、光路可逆及折射率等知識,全反射是在前面這些基礎上,推理得
教學難點:全反射的應用,對全反射現(xiàn)象的解釋.光導纖維、自行車的尾燈是利用了全反射現(xiàn)象制
成的;海市蜃樓、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈現(xiàn)的自然現(xiàn)象。
二、說教法、學法 說教法:
到,當光線從光密介質射到它與光疏介質的界面上時,折射角將會等于或大于90°的情況。從前后⑴實驗:情景激學法(創(chuàng)設問題情境,引發(fā)學習興趣,調動學生的內在學習動力,促使學生主動學習)。 聯(lián)系來看,本節(jié)課與前面這些知識聯(lián)系密切,有利于鞏固學生對折射率的認識,在理論推導過程中的逆向思維有利于加深學生反向思考的能力,在講解例題時,奇特的現(xiàn)象使學生對全反射留下深刻的印象。本節(jié)課的特點是概念多、現(xiàn)象多,與現(xiàn)代科技和實際生活結合的十分緊密。 2、教學目標: 知識目標:
⑴理解光的全反射現(xiàn)象。
⑵掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件。 ⑶了解全反射現(xiàn)象的應用。
⑵用現(xiàn)代化教學手段,對現(xiàn)象進行模擬。演示實驗法(通過觀察、分析實驗現(xiàn)象,推理驗證,探究問題本質)
⑶引導學生分析全反射現(xiàn)象的應用:閱讀法;自學指導與自我總結相結合;“問題、探究、交流、歸納、閱讀、講解”。
本課運用演示實驗、融合多種教學的講授課。教師邊演示邊讓學生分折解題思路,充分調動學生的積極性和主動性。做到步步有序,環(huán)環(huán)相扣,前后呼應,不斷引導學生動手、動口、動腦,積極參與教學過程,最大限度地調動學生積極參與教學活動。充分體現(xiàn)“教師主導,學生主體”的教學原則。
能力目標:通過觀察演示實驗,理解光的全反射現(xiàn)象,概括出發(fā)生全反射的條件,培養(yǎng)學生的觀察、說學法
概括能力;通過觀察演示實驗引起學生思維海洋中的波瀾,培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象分析本質的方法、能力。
德育目標:滲透學生愛科學的教育,培養(yǎng)學生學科學、愛科學、用科學的習慣,生活中的物理現(xiàn)象
很多,能否用科學的理論來解釋它,更科學的應用生活中常見的儀器、物品。
3、教學重點、難點
(1)、觀察法:觀看演示實驗。
(2)、歸納法:通過討論找規(guī)律,推導出臨界角。
(3)、推理法:通過觀察、分析和利用以前所學知識,自己總結發(fā)生全反射的條件。 (4)、閱讀法:解釋光導纖維中光的傳播。
通過觀察演示1,提出為什么會這樣?老師的指導逐步學到新的知識,通過新的知識分析問題
教學重點:掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件,折射角等于90°時的入射角叫做臨界角,當光得到答案,逐步分析還有什么現(xiàn)象也是這樣,有什么用?逐項分析,再綜合觀察,再綜合分析,通
線從光密介質射到它與光疏介質的界面上時,如果入射角等于或大于臨界角就發(fā)生全反射現(xiàn)象。
過實踐—認識—再實踐—再認識,完成認識上的飛躍。 三、教學程序:
教學用具:1、燒杯,水,蠟燭,火柴,試管夾、鍍鉻的光亮鐵球(可夾在試管夾上);
2、全反射棱鏡、自行車尾燈(破碎且內部較完整); 3、光導纖維,及光纖演示器材; 4、電腦課件。
引入:
演示1將光亮鐵球出示給學生看,在陽光下很刺眼,將光亮鐵球夾在試管夾上,放在點燃蠟燭上熏黑,將試管夾和鐵球置于燭焰的內焰進行熏制,一定要全部熏黑,再讓學生觀察.然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中,現(xiàn)象發(fā)生了,放在水中的鐵球變得比在陽光下更亮.好奇的學生誤認為是水泡掉了鐵球上黑色物,當老師把試管夾從水中取出時,發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故,再將其再放入水中時,出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣,學生大惑不解,讓學生帶著這個疑問開始學習新的知識——全反射現(xiàn)象。 新課:
⑴光疏介質和光密介質。 復習回顧:
什么是折射定律,折射現(xiàn)象如何? 什么是折射率,它的物理意義是什么?
對于兩種介質來說,光在其中傳播速度較小的介質,即絕對折射率較大的介質,叫光密介質,
而光在其中傳播速度較大的介質,即絕對折射率較小的介質叫光疏介質,光疏介質和光密介質是相對的.例如:水、空氣和玻璃三種物質相比較,水對空氣來說是光密介質,而水對玻璃來說是光疏介質,根據(jù)折射定律可知,光線由光疏介質射入光密介質時(例如由空氣射入水),折射角小于入射角;光線由光密介質射入光疏介質(例如由水射入空氣),折射角大于入射角. ⑵全反射現(xiàn)象的產生過程及全反射的定義。
過渡――既然光線由光密介質射入光疏介質時,折射角大于入射角,由此可以預料,當入射
角增大到一定程度時,折射角就會增大到90°,如果入射角再增大,會出現(xiàn)什么情況呢? 電腦演示:
一束激光垂直于半圓柱透鏡的直平面入射,讓學生觀察。我們研究光從半圓柱透鏡射出的光線的偏折情況,此時入射角0°,折射角亦為零度,即沿直線透出,當入射角增大一些時,此時,會有微弱的反射光線和較強的折射光線,同時可觀察出反射角等于入射角,折射角大于入射角,隨著入射角的逐漸增大,反射光線就越來越強,而折射光線越來越弱,當入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光線完全消失,只剩下反射光線。這種現(xiàn)象叫做全反射。
小結:光射到透明介質界面上時,一般來說,同時發(fā)生反射和折射,只有發(fā)生全反射時沒有折射光線。
⑶臨界角的定義及計算。
折射角等于90°時的入射角叫做臨界角,用符號C表示.光從折射率為n的某種介質射到空氣(或真空)時的臨界角C就是折射角等于90°時的入射角,根據(jù)折射定律可得:
因而
(學生分析)
(4)發(fā)生全反射的條件:(學生總結)
①光從光密介質進入光疏介質; ②入射角等于或大于臨界角。
(5)全反射現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中和現(xiàn)代科學技術上的應用。
a.引入新課的演示實驗1:被蠟燭熏黑的光亮鐵球外表面附著一層未燃燒完全的碳蠟混和物,對水來說是不浸潤的,當該球從空氣進入水中時,在其外表面上會形成一層很薄的空氣膜,當有光線透過水照射到水和空氣界面上時,會發(fā)生全反射現(xiàn)象,而正對小球看過去會出現(xiàn)一些較暗的區(qū)域,這是入射角小于臨界角的區(qū)域,明白了這個道理再來看這個實驗,學生會有另一番感受。
b.分析解決教材例題:此題與現(xiàn)實生活密切相關,學生學以至用,激發(fā)其學習興趣。
過渡――通過上面的分析,發(fā)生全反射需要什么條件呢?
c.讓學生觀察自行車尾燈:用燈光來照射尾燈時,尾燈很亮,也是利用全反射現(xiàn)象制成的儀器。在講完全反射棱鏡再來體會它的原理就更清楚了??上茸寣W生觀察自行車尾燈內部的結構,回想在夜間看到的現(xiàn)象。全反射棱鏡在現(xiàn)實生活中應用非常廣泛,潛光鏡、照相機中都用到了。引導學生注意生活中的物理現(xiàn)象,用科學知識來解釋它,從而更好的利用它們?yōu)槿祟惙铡?/p>
d.用激光演示儀的激光光源演示光導纖維傳播光的現(xiàn)象,或用彎曲的細玻璃棒進行演示,配合電腦模擬來解釋現(xiàn)象。
從細玻璃棒一端射進棒內的光線,在棒的內壁多次發(fā)生全反射,沿著鋸齒形路線由棒的另一端傳了出來,玻璃棒就像一個能傳光的管子一樣。
實際用的光導纖維是非常細的特制玻璃絲,直徑只有幾μm到100μm左右,而且是由內心和外套兩層組成的,光線在內心外套的界面上發(fā)生全反射,如果把光導纖維聚集成束,使其兩端纖維排列的相對位置相同,這樣的纖維就可以傳遞圖像。
e.讓學生閱讀大氣中的光現(xiàn)象——蒙氣差,海市蜃樓,沙漠里的蜃景。 小 結
1.全反射現(xiàn)象是非常重要的光學現(xiàn)象之一,產生全反射現(xiàn)象的條件是:①光從光密介質射到它與光疏介質的界面上,②入射角等于或大于臨界角。這兩個條件都是必要條件,兩個條件都滿足就組成了發(fā)生全反射的充要條件。
2.全反射的應用在實際生活中是非常多的。在用全反射的知識解釋時,特別要注意是否滿足兩個條件?;卮疬@類問題要注意邏輯推理,一般是依據(jù)條件要敘述清楚,根據(jù)要給充分,結論要簡明。
四、教學反思
1、做演示實驗Ⅰ時要注意儀器的敘述,用蠟燭熏鐵球時,試管夾子也被同時熏黑,但由于試管夾的形狀原因,一般來說有一部分會在某一角度看會發(fā)生全反射現(xiàn)象,不像小鐵球那樣幾乎全部
是“光亮”的。這個鐵球要重復幾次從水中抽出、進入的過程,讓學生充分相信不是被熏黑的部分被水泡掉而產生的光學現(xiàn)象。
2、本節(jié)習題與問題解釋不要涉及具體的技術問題,也不要討論偏題、難題,只要達到讓學生理解臨界角和全反射現(xiàn)象就夠了
喜歡《光的折射課件11篇》一文嗎?“幼兒教師教育網(wǎng)”希望帶您更加了解幼師資料,同時,yjs21.com編輯還為您精選準備了光的折射課件專題,希望您能喜歡!
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