人教版初二物理上册教案:第四章 光现象 第四节 光的折射

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第四节  光的折射

●教学目标

一、知识与能力

1.了解光的折射的现象.

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.

二、过程与方法

1.通过观察,认识折射现象.

2.体验由折射引起的错觉.

三、情感态度与价值观

初步领略折射现象的美妙,获得对自然现象的热爱、亲近的情感.

●教学重点

知道光的折射规律.

●教学难点

解释简单的折射现象.

●教学方法

实验法、归纳法、讲练法.

●教学用具

演示用:激光光源、光的折射演示装置、水槽.

学生用:碗、筷子、茶杯、硬币、适量的水.

●课时安排

1 课时

●教学过程

一、创设问题情境,引入新课

让学生做两个学生实验,激发学习兴趣.

[学生实验1]在碗中盛满水,把筷子斜插到碗的底部,从侧面斜视水面,会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了.

[学生实验2]在空的茶杯里放一枚硬币,移动杯子,使眼睛刚刚看不到硬币,保持眼睛和杯子的位置不变,慢慢地向杯里倒水,随着水面的升高,观察者看到了硬币,还会发现硬币升高了.

上述实验中,学生能看见水中“弯折”的筷子和“升高”的硬币,是由于光在水和空气的界面上发生了一种光现象,这就是本节要学习的光的折射,由此引入新课.

二、新课教学

(一)光的折射

[师]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?

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)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EF可显示光束传播的路径.圆周上有一可移动的激光光源S(可用激光棒).

[师]光从空气斜射入水中,传播方向是否改变呢?

[生甲]传播方向不改变,仍沿直线传播.

[生乙]传播方向要发生改变.

[师]光从空气斜射入水中,如果改变方向,是向介面偏折呢?还是向法线偏折?

[生甲]向介面偏折.

[生乙]向法线偏折.

[师]上面问题的回答谁对谁错呢?下面我们用实验来验证一下.

[演示1

使EF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,同时向法线偏折.

师生共同分析得出结论:

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.refraction)

(二)有关折射的几个专用名词

1.教师把刚才光的折射现象在黑板上画出光的折射光路图.

2.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.

(三)光的折射规律

[演示2]使EF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:

1.光从空气射入水中,入折角和折射角哪个大?

2.随着入射角的增大(减小)折射角将如何改变?

[现象]①光从空气斜射入水中,折射角小于入射角.

②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,让光以某一角度射向水面.

[师]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:

①折射光线、入射光线、法线位于同一平面内.

②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

[师]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:

当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.

[师]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°.

[师]利用图提出问题: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

①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.

②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.

(四)用光的折射规律解释一些简单的现象

1.盛了水的碗,看上去好像变浅了

[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与水面的距离近.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小石头,加上水又会看得见.

[分析]在未加水之前的小石头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,人眼看不见小石头.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,人可以看见小石头,其实,人看到的只是小石头的虚像.

三、知识小结

通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:

1.光的折射现象.

2.光的折射规律.

3.用光的折射解释简单的光现象.

四、布置作业

1.复习本节课文.

2.P48动手动脑学物理①②③④.

3.预习第五节“看不见的光”.

五、板书设计

第四节  光的折射

1.光的折射

光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射.

2.光的折射规律

①折射光线与入射光线、法线在同一平面内.

②折射光线和入射光线分居法线两侧.

③折射角随着入射角的增大(减小)而增大(减小).

④当光从空气斜射入其他透明介质时,入射角大于折射角;当光从其他透明介质斜射入空气时,入射角小于折射角.

⑤当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变.

⑥在折射时光路是可逆的.

3.解释现象

①池水变浅.

②硬币升高.


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