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(xué)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1、理解折射定律的確切含義，并能用來(lái)解釋有關(guān)的光現(xiàn)象和有關(guān)的計(jì)算。 2、理解光的折射率，了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系，并能用來(lái)計(jì)算。 3、知道光路是可逆的，并能用來(lái)處理有關(guān)的問(wèn)題。 （二）過(guò)程與方法 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，理解光的折射定律。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān) 通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能夠認(rèn)識(shí)和解釋生活中的一些光現(xiàn)象，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。 【教學(xué)重點(diǎn)】光的折射定律的理解和應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】光的折射率的理解。 【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)演示法 【教學(xué)用具】激光光學(xué)演示器、激光手電、水槽、刻度盤(pán)、三角板、計(jì)算機(jī)、大屏幕、自制CAI課件 【教學(xué)過(guò)程】 （一）引入新課 教師：初中我們學(xué)了光的反射定律，請(qǐng)同學(xué)們回憶一下。 學(xué)生： 反射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，反射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分別位于法線(xiàn)的兩側(cè)，反射角等于入射角。且反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。（課件演示：光的反射） 教師：今天我們學(xué)習(xí)光的另外一種現(xiàn)象，看小實(shí)驗(yàn)。 ［小實(shí)驗(yàn)］讓學(xué)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(xué)生觀(guān)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(xué)生向盛水的杯和無(wú)水的杯中分別投放硬幣，觀(guān)察水中的硬幣看上去是變淺了還是深了。 學(xué)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(xiàn)象呢？下面我們就來(lái)學(xué)習(xí)光的折射及其規(guī)律，看究竟是怎樣的情況。 （二）進(jìn)行新課 1．折射定律 師：光從空氣射入玻璃這一介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生了改變，我們把這種光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫做光的折射。 [課件演示：光的折射]入射光線(xiàn)與法線(xiàn)間的夾角θ1 叫入射角，折射光線(xiàn)與法相間的夾角θ2叫做折射角。教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)初中學(xué)過(guò)的光的折射定律。 [多媒體輔助] 折射光線(xiàn)跟入射光線(xiàn)和法線(xiàn)在同一平面內(nèi)，折射光線(xiàn)和入射光線(xiàn)分居于法線(xiàn)的兩側(cè)。 師：但是，入射角跟折射角之間究竟有什么關(guān)系呢？現(xiàn)在我們做實(shí)驗(yàn)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(pán)的90——90刻度線(xiàn)放置的，當(dāng)激光器發(fā)出的一束水平細(xì)光束有空氣進(jìn)入半圓形玻璃磚的直面，即界面時(shí)，垂直直面的0——0刻度線(xiàn)為二者界面的法線(xiàn)。 [演示一]將半圓形玻璃磚放在適當(dāng)位置，打開(kāi)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?nèi)肷浣牵寣W(xué)生觀(guān)察折射角、入射角的變化情況以及在兩種介質(zhì)的分解面上反射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)的能量改變情況。 [多媒體輔助、由學(xué)生小結(jié)]隨入射角的增大，折射角也增大，且反射光線(xiàn)的能量比例逐漸增大，折射光線(xiàn)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(guān)系，折射角與入射角之間確切的定量關(guān)系究竟是怎樣的呢？下面我們看一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 入射角θ1 折射角θ2 θ1/θ2 sinθ2/ sinθ2 10 6.7 1.50 1.49 20 13.3 1.50 1.49 30 19.6 1.53 1.49 40 25.2 1.59 1.51 50 30.7 1.63 1.50 60 35.1 1.67 1.51 70 38.6 1.81 1.50 80 40.6 1.97 1.51 師：請(qǐng)同學(xué)們分析一下表中數(shù)據(jù)，θ1 、θ2間具有怎樣的定量關(guān)系？ 結(jié)論：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n來(lái)表示這個(gè)比例常數(shù)，則有sinθ1/ sinθ2=n12 師：這就是光的折射定律。對(duì)于折射現(xiàn)象，人類(lèi)早在公元140年就進(jìn)行了測(cè)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(guān)系。可見(jiàn)，發(fā)現(xiàn)或總結(jié)一個(gè)物理規(guī)律需要堅(jiān)強(qiáng)的毅力和持之以恒的科學(xué)精神。因此，折射定律又叫斯涅爾定律。同學(xué)們知道：“反射現(xiàn)象中光路是可逆的”，折射現(xiàn)象光路也可逆嗎？ [演示二]讓光線(xiàn)逆著原來(lái)的折射光線(xiàn)射到界面上，光就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線(xiàn)發(fā)生折射。即：折射現(xiàn)象中光路是可逆的。 （課件演示：折射現(xiàn)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(gè)常數(shù)1.50， 那么，當(dāng)光從空氣射入其他介質(zhì)如水中時(shí)，這個(gè)比例常數(shù)還是1.50嗎？下面我們用實(shí)驗(yàn)求證一下。 [演示三]將刻度盤(pán)放入水槽中，加水恰好至90線(xiàn)。入射光線(xiàn)要恰好通過(guò)中點(diǎn)O，記錄幾組數(shù)據(jù)并處理。 入射角θ1 折射角θ2 sinθ1/sinθ2 10 30 師：可見(jiàn)，入射角的正弦與折射角的正弦之比仍是一個(gè)常數(shù)，但對(duì)水來(lái)說(shuō)，這個(gè)常數(shù)不是1.50而是1.33。如果換用金剛石，這個(gè)常數(shù)則為2.42。由此可見(jiàn)，這個(gè)常數(shù)是一個(gè)與介質(zhì)有關(guān)的量，介質(zhì)不同這個(gè)常數(shù)不同。我們從比較表一、表二中的數(shù)據(jù)來(lái)看，在入射角相同的情況下，常數(shù)大的折射角小，說(shuō)明常數(shù)大的折射光線(xiàn)偏離原來(lái)入射光線(xiàn)的方向較大，我們也就可以說(shuō)常數(shù)較大的這種介質(zhì)對(duì)光線(xiàn)的偏折能力較大。而常數(shù)較小的，折射角反而大，折射光線(xiàn)偏離原來(lái)入射光線(xiàn)的方向也就較小，說(shuō)明介質(zhì)對(duì)光線(xiàn)的偏折能力也小，因此，這個(gè)常數(shù)反映了介質(zhì)對(duì)光線(xiàn)的偏折能力，我們把這個(gè)常數(shù)定義為介質(zhì)的折射率。 （真空射入其它介質(zhì)） 物理意義：折射率是反映介質(zhì)對(duì)光的偏折能力大小的物理量，是介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)，由介質(zhì)本身決定，與θ1 、θ2無(wú)關(guān)。 研究表明，光在不同介質(zhì)中的傳播速度不同。在介質(zhì)中傳播速度v與折射率的關(guān)系為 [自學(xué)討論]學(xué)生教材52頁(yè)有關(guān)內(nèi)容，討論并回答如下問(wèn)題： ［多媒體投影］ 1、為什么任何介質(zhì)的折射率都大于1？ 2、光在同一均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)對(duì)光所呈現(xiàn)出來(lái)的折射率n是多少? 3、光由其他介質(zhì)射入空氣時(shí)，n= sinθ1/ sinθ2 是否還適用，如果適用θ1、θ2 分別應(yīng)是什么角？ [學(xué)生回答] 1、光在真空中的傳播速度為c ，而在其它介質(zhì)中，光的傳播速度v45 （C） θ=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(zhì)中，反射光線(xiàn)恰垂直于折射光線(xiàn)，求入射角為多大 ？（該題教師要先畫(huà)出光路圖，而后再讓學(xué)生做題） （答案：60）