2019-2020年高中物理 13.1 光的折射教案 新人教版3-4.doc
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2019-2020年高中物理 13.1 光的折射教案 新人教版3-4【教學目標】(一)知識與技能1、理解折射定律的確切含義,并能用來解釋有關的光現象和有關的計算。2、理解光的折射率,了解介質的折射率與光速的關系,并能用來計算。3、知道光路是可逆的,并能用來處理有關的問題。(二)過程與方法通過實驗,理解光的折射定律。(三)情感、態(tài)度與價值觀通過本節(jié)內容的學習,能夠認識和解釋生活中的一些光現象,增強學習物理學的興趣?!窘虒W重點】光的折射定律的理解和應用?!窘虒W難點】光的折射率的理解?!窘虒W方法】實驗演示法【教學用具】激光光學演示器、激光手電、水槽、刻度盤、三角板、計算機、大屏幕、自制CAI課件【教學過程】(一)引入新課教師:初中我們學了光的反射定律,請同學們回憶一下。學生: 反射光線跟入射光線和法線在同一平面內,反射光線和入射光線分別位于法線的兩側,反射角等于入射角。且反射現象中,光路是可逆的。(課件演示:光的反射)教師:今天我們學習光的另外一種現象,看小實驗。小實驗讓學生自己帶水杯(最好都帶快餐杯),筷子、鉛筆、圓珠筆等,將筷子插入水中,讓學生觀察水面處筷子形狀的變化,水中的筷子是向上折了還是向下折了;讓學生向盛水的杯和無水的杯中分別投放硬幣,觀察水中的硬幣看上去是變淺了還是深了。學生:插入水中的筷子,看上去好像在水面處折斷了,且向上折;水中的硬幣變淺了。教師:如何解釋上面的現象呢?下面我們就來學習光的折射及其規(guī)律,看究竟是怎樣的情況。(二)進行新課1折射定律師:光從空氣射入玻璃這一介質時,傳播方向發(fā)生了改變,我們把這種光從一種介質進入另一種介質時,傳播方向發(fā)生改變的現象,叫做光的折射。課件演示:光的折射入射光線與法線間的夾角1 叫入射角,折射光線與法相間的夾角2叫做折射角。教師引導學生復習初中學過的光的折射定律。多媒體輔助 折射光線跟入射光線和法線在同一平面內,折射光線和入射光線分居于法線的兩側。師:但是,入射角跟折射角之間究竟有什么關系呢?現在我們做實驗看看。多媒體輔助 介紹儀器特別是半圓形玻璃磚的直面是沿刻度盤的9090刻度線放置的,當激光器發(fā)出的一束水平細光束有空氣進入半圓形玻璃磚的直面,即界面時,垂直直面的00刻度線為二者界面的法線。演示一將半圓形玻璃磚放在適當位置,打開激光演示儀,讓激光器發(fā)出的一束激光照在半圓形透明玻璃磚的直面上,改變入射角,讓學生觀察折射角、入射角的變化情況以及在兩種介質的分解面上反射光線、折射光線的能量改變情況。多媒體輔助、由學生小結隨入射角的增大,折射角也增大,且反射光線的能量比例逐漸增大,折射光線的能量比例逐漸減小。師:那么折射角是隨入射角成正比例的增加,還是成平方、成平方根的增加,還是其他關系,折射角與入射角之間確切的定量關系究竟是怎樣的呢?下面我們看一組實驗數據。入射角1折射角21/2sin2/ sin2106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11.671.517038.61.811.508040.61.971.51師:請同學們分析一下表中數據,1 、2間具有怎樣的定量關系?結論:入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n來表示這個比例常數,則有sin1/ sin2=n12師:這就是光的折射定律。對于折射現象,人類早在公元140年就進行了測量,直到1621年才有斯涅爾找到了折射角與入射角之間的這種定量關系??梢?,發(fā)現或總結一個物理規(guī)律需要堅強的毅力和持之以恒的科學精神。因此,折射定律又叫斯涅爾定律。同學們知道:“反射現象中光路是可逆的”,折射現象光路也可逆嗎?演示二讓光線逆著原來的折射光線射到界面上,光就會逆著原來的入射光線發(fā)生折射。即:折射現象中光路是可逆的。(課件演示:折射現象光路可逆)2折射率師:光從空氣射入玻璃中,入射角的正弦與折射角的正弦之比是一個常數1.50, 那么,當光從空氣射入其他介質如水中時,這個比例常數還是1.50嗎?下面我們用實驗求證一下。演示三將刻度盤放入水槽中,加水恰好至90線。入射光線要恰好通過中點O,記錄幾組數據并處理。入射角1折射角2sin1/sin21030師:可見,入射角的正弦與折射角的正弦之比仍是一個常數,但對水來說,這個常數不是1.50而是1.33。如果換用金剛石,這個常數則為2.42。由此可見,這個常數是一個與介質有關的量,介質不同這個常數不同。我們從比較表一、表二中的數據來看,在入射角相同的情況下,常數大的折射角小,說明常數大的折射光線偏離原來入射光線的方向較大,我們也就可以說常數較大的這種介質對光線的偏折能力較大。而常數較小的,折射角反而大,折射光線偏離原來入射光線的方向也就較小,說明介質對光線的偏折能力也小,因此,這個常數反映了介質對光線的偏折能力,我們把這個常數定義為介質的折射率。 (真空射入其它介質)物理意義:折射率是反映介質對光的偏折能力大小的物理量,是介質的光學性質,由介質本身決定,與1 、2無關。研究表明,光在不同介質中的傳播速度不同。在介質中傳播速度v與折射率的關系為自學討論學生教材52頁有關內容,討論并回答如下問題:多媒體投影1、為什么任何介質的折射率都大于1?2、光在同一均勻介質中傳播時,介質對光所呈現出來的折射率n是多少? 3、光由其他介質射入空氣時,n= sin1/ sin2 是否還適用,如果適用1、2 分別應是什么角? 學生回答 1、光在真空中的傳播速度為c ,而在其它介質中,光的傳播速度vc,介質的折射率也就大于1。(老師補充)因此,當光線由空氣射入介質時,如由空氣射入玻璃、水中(教師形象示范出),折射角小于入射角,叫近法線折射;當光線由介質射入空氣時,如由玻璃或水射入空氣中,折射角大于入射角,叫遠法線折射。2、同一均勻介質中光速相同,n=v/v=13、適用。1、應為折射角,2應為入射角。即計算某種介質的折射率時,公式中1為空氣中的光線與法線的夾角,2為介質中的光線與法線的夾角。實驗測定玻璃的折射率每四個學生一組,利用插針法,掌握測定玻璃折射率的原理和方法。教師巡回指導,發(fā)現問題并及時糾正。討論實驗中應該采取哪些措施以減小誤差?如:入射角適當大一些;大頭針的距離適當遠一些等。利用課件投影例題如圖1所示,一儲油桶,底面直徑與高均為d。當桶內無油時,從某點A恰能看到桶底邊緣上的某點B。當桶內油的深度等于桶高的一半時,由點A沿方向AB看去,看到桶底上的點C,兩點C、B相距d/4。求油的折射率和光在油中的傳播速度。 解:如圖2所示,因底面直徑于桶高相等,由此可知A OF =ABG=45;由OD=2CD可知COD的正弦sinCOD=油的折射率n=sinAOF /sinCOD=光在油中的傳播速度v=c/n=1.9108m/s小結眼睛在A點看到C點的實際上是進入眼睛的折射光線OA反向延長線上的C點的象,且在C點的正上方。故放入水中的硬幣看上去好像變淺了,水中的筷子向上折了。(三)課堂總結、點評通過今天的學習,我們不僅確定了入射角的正弦與折射角的正弦之比是一個常數的定量關系,得出了折射定律,而且我們還定義了介質的折射率,它反映了介質的光學特性。我們還學習了用插針法測定玻璃折射率的方法。(四)課余作業(yè)完成P54“問題與練習”的題目。附:課后訓練1、斜插入水中的筷子與豎直方向成45角,由空氣中向下觀察看,看到筷子筷子在水中的部分與豎直方向所成的角為,則( )(A) 45 (C) =45 (D)條件不足,不能確定答案:(B)2、光從空氣射入折射率為的介質中,反射光線恰垂直于折射光線,求入射角為多大 ?(該題教師要先畫出光路圖,而后再讓學生做題) (答案:60)- 配套講稿:
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