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2019-2020年高中物理 《光的折射》教案 滬科版選修3-4 教學(xué)目標(biāo)： 1．知識(shí)與技能 （1）知道光的折射現(xiàn)象，光的折射中的基本概念。 （2）知道光的折射規(guī)律，并能根據(jù)光的折射規(guī)律作簡單的光的折射光路圖。 （3）能用光的折射規(guī)律解釋生活和自然界中的一些現(xiàn)象。 2．過程與方法 （1）通過實(shí)驗(yàn)了解光的折射現(xiàn)象，探究光的折射規(guī)律。 （2）通過對(duì)光的折射現(xiàn)象的設(shè)疑和提出問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的科學(xué)探究能力。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度以及勇于探索的科學(xué)精神。 教學(xué)重點(diǎn)： （1）通過實(shí)驗(yàn)了解光的折射現(xiàn)象，探究光的折射規(guī)律。 （2）通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。 教學(xué)難點(diǎn)： 根據(jù)光的折射規(guī)律解釋光的折射現(xiàn)象。 教法、學(xué)法： 本節(jié)采用觀察、對(duì)比、分析的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)，通過思考討論，總結(jié)歸納出光的折射規(guī)律，應(yīng)用折射規(guī)律解釋一些自然現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、用科學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 教具： 激光筆、玻璃磚、多媒體課件 教學(xué)過程： 一、復(fù)習(xí)引入 師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光的直線傳播，我們知道了光在同種均勻介質(zhì)中沿直線傳播， 光從一種介質(zhì)到達(dá)另一種介質(zhì)表面時(shí)，在介質(zhì)分界面上會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象。除了反射現(xiàn)象外，還有一種常見的現(xiàn)象，我們一起來看一下，都發(fā)生了些什么？ 通過一段池水視深度變淺的錄像和魚變淺、海市蜃樓的圖片，創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。 二、新課講授 1、光的折射 師：什么叫光的折射呢？我們先來做一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生實(shí)驗(yàn)1： （1）讓學(xué)生在桌面上鋪一張白紙，然后按下激光筆的開關(guān)。 師：你們看到了什么？ （2）請(qǐng)大家把我們桌上的玻璃磚壓在光線上，看能否阻止光繼續(xù)向前傳播。 引導(dǎo)學(xué)生歸納所看到的現(xiàn)象。如光還是繼續(xù)傳播；光線折了，不再是直線的了。我們?cè)囍霉饴穲D來表示出我們看到的折射現(xiàn)象。教師將光路圖畫在黑板上。 結(jié)合光的反射定律向?qū)W生介紹關(guān)于光的折射的幾個(gè)名詞：入射光線OA，折射光線OB，法線ON， 入射角а，折射角r。強(qiáng)調(diào)入射角是入射光線與法線的夾角，折射角是折射光線與法線的夾角。 我們看到的這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。我們依據(jù)前面所學(xué)的光的反射的定義和觀察到的現(xiàn)象來給光的折射做一個(gè)科學(xué)的表述。 光由一種物質(zhì)進(jìn)入另一種物質(zhì)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射。 2．光的折射現(xiàn)象 播放課本P61圖3-38(a) （b）鉛筆彎折，硬幣浮現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)錄像。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象。體會(huì)光的折射現(xiàn)象的存在。教師結(jié)合播放的錄像在學(xué)生觀看的時(shí)候做必要的講解。 師：以上各種現(xiàn)象，都是光的折射現(xiàn)象。通過學(xué)習(xí)光的折射這節(jié)課，以上問題都可以得到答案。 為了揭開光的折射的神秘面紗，我們就一起用物理學(xué)最常用的方法，實(shí)驗(yàn)的方法來認(rèn)識(shí)光折射所遵循的規(guī)律。 3．探究光的折射定律 請(qǐng)學(xué)生對(duì)所提出的問題結(jié)合光的反射規(guī)律進(jìn)行猜想。然后仿照探究光的反射規(guī)律的方法，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。研究光從空氣進(jìn)入水中后傳播方向的情況，下面先分組討論、交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。 實(shí)驗(yàn)器材：激光筆，玻璃磚 實(shí)驗(yàn)過程： （1）讓激光筆的入射光沿著光屏左側(cè)斜射到玻璃中，觀察折射光線、入射光線和法線的位置關(guān)系。將光屏的右側(cè)繞著中心軸旋轉(zhuǎn)，觀察光屏上是否還有光。 （2）比較折射角與入射角的大小。 （3）改變?nèi)肷浣堑拇笮?，觀察折射角的變化情況。 （4）讓光線垂直射向水面，觀察進(jìn)入水中的光線方向。在光的反射規(guī)律中，我們知道了光師：在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。那么在光的折射現(xiàn)象中，光路是否可逆呢？ 讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。 （5）用兩個(gè)光源，讓一束光A沿著另一束光B的折射光線入射到玻璃磚，觀察A的折射光是否與入射光B重合。 教師提示：實(shí)驗(yàn)時(shí)，大家可在光屏上空氣和玻璃分界面上畫一條直線，畫出入射點(diǎn)O，并在和射光線、折射光線上取一個(gè)點(diǎn)，拿掉玻璃磚后有直線連接這點(diǎn)和O點(diǎn)。這也就是折射光路圖，用量角器測(cè)量出入射角和折射角的大小，然后畫在紙上進(jìn)行交流，得出結(jié)論。 在光發(fā)生折射時(shí)，折射光線、入射光線、法線三者在同一平面內(nèi)折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)。 當(dāng)光從空氣斜射到水（或玻璃）時(shí)，折射光線向法線偏折。折射角小于入射角。 入射角增大時(shí)，折射角也增大。 光垂直射到水（或玻璃）的表面時(shí)，在水（或玻璃）中的傳播方向不變。 在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的 這就是光的折射規(guī)律。 師提問： A．如果光從空氣射到玻璃或水中等透明物質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角。如果垂直入射，情況怎樣？ B．如果光從玻璃或水等透明物質(zhì)射到空氣中時(shí)，折射角與入射角的關(guān)系又會(huì)是什么？請(qǐng)大家根據(jù)光路的可逆性，來判斷折射角與入射角的關(guān)系。 思考總結(jié)：這兩種情況下折射角與入射角的關(guān)系容易混淆，但兩種情況下空氣中的角度總是更大。 4．解釋生活生產(chǎn)中和自然中的折射現(xiàn)象（多媒體展示） （1）鉛筆彎折 從鉛筆上某點(diǎn)P射向空氣的光線在水面處發(fā)生了折射，折射角大于入射角，眼睛逆著折射光線看去，好像光線是從P，射來的。所以人看到的是P的虛像P，。而P，在P的上方，筷子上的每一個(gè)點(diǎn)都有自己的虛像點(diǎn)。所以看到的是一個(gè)升高了的虛像。 （2）水的視深度變淺 設(shè)疑：有的同學(xué)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(xué)生討論后總結(jié)： 由于光從水中射向空氣中，發(fā)生折射，而人的眼睛認(rèn)為光是沿直線傳播而造成的。這也是通常所說的眼睛“受騙”。我們能夠看見物體是由于物體表面的光反射入我們的眼睛里，假設(shè)A點(diǎn)射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼，如圖所示，則我們會(huì)覺得光好象是從A/射入我們眼睛里的，因此我們看起來會(huì)覺得A/比A高了。 師：如果從水里看岸上又會(huì)如何？ 引導(dǎo)學(xué)生分析海龜看岸上的樹是變高還是變矮。 分析得出一致的意見。若從水中去觀察岸上的物體，P點(diǎn)的位置將會(huì)升高，如圖所示。例如跳水運(yùn)動(dòng)員在水下觀察十米跳臺(tái)的時(shí)侯，就會(huì)感到其高度超過十米。因此，我們可以得出結(jié)論：從岸上看水里和從水里看岸上同樣都是看到升高了的虛像。 三、小結(jié) 本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)我們用下面一段口決來歸納。 光線斜射，三線共面； 法線居中，兩線分居； 兩角不等，同增同減； 反射折射，光路可逆。 四、作業(yè)布置 1、回家?guī)图议L洗碗，洗碗的時(shí)候注意觀察碗中的筷子怎樣彎折。并試著加以解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。 2、站在剛好看不到水池出水口的位置，讓你的家長幫你往水池慢慢加水，會(huì)看到什么現(xiàn)象？把水放掉，又會(huì)有什么現(xiàn)象？試著解釋原因。