云溪区一中高二年级物理科导学案
日期:2010年3月1日星期一
课题:光的折射
学习目标:1.知道反射定律的确切含义,并能用来解释有关现象.
2.知道反射现象中光路是可逆的,并能用来处理有关问题.
3.知道平面镜成像特点及作图方法.
4.理解折射定律的确切含义,并能用来解释有关的光现象和计算有关的问题.
5.知道折射光路是可逆的,并能用来处理有关的问题.
6.知道折射率的定义及其与光速的关系,并能用来进行有关的计算.
教学重点:光的折射定律.折射率概念
教学难点:光的折射定律和折射率的应用
教学程序
教学内容及预见性问题t方法与措施
一.课前复习
(提问)什么是光的反射现象?
光的反射现象:——————————————————————
光的反射定律:
(1)_______________________________
(2)_______________________________
(3)________________________________
(4)________________________
二.自主学习
1.光的折射
光的折射现象:____________________________________________
2.光的折射定律
(1)_____________________________________
(2)_______________________________________
(3)_______________________________________________
(4)_________________________________________________
3.折射率
(1)光从一种介质进入另一种介质时,入射角的—————与折射角的————之比是个————,它与入射角,折射角的——————无光,只与两种介质的——有光.
(2)对于不同的介质来说,常数n是—————。
(3)常数n与————有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量。常数n越大,光线从空气斜射入这种介质时偏折的角度越大。
(4)光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的——与折射角的——之比,叫做这种介质的——————,简称————————。
(5)研究表明,光在不同介质中速度——————,某种介质的折射率,等于————————————————————————————————————,即——————————。
(6)任何介质的折射率n都——————1.原因:————————————————————
三.合作交流
入射角、折射角有什么关系呢?
定性关系:
(1)当光从空气斜射入水或玻璃中时,折射角————入射角
(2)当光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角————入射角
(3)当入射角增大时,折射角也随着_________
(4)当入射光线垂直入射在界面上,折射角——————入射角
定量关系
人类经历了一千多年的时间,从积累的入射角i和折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。
⑥入射角的正弦和折射角的正弦成正比
空气----水n大于1
折射光路是可逆的:
测玻璃砖的折射率
问题:
玻璃是一种透明介质,光从空气入射到玻璃的界面上会发生折射,如何把玻璃的折射率测出来?
实验原理:
实验器材:
实验过程:
四.展示评价
展示各学习小组的成果
五.课堂巩固
六.课堂小结
七.作业
【教学目的】
1.复习光的反射定律,掌握光的折射定律的准确内涵
2.掌握介质的折射率的概念、物理意义
3.了解介质的折射率与光速的关系
【教学重点】
光的折射定律、折射率
【教学难点】
如何利用折射定律,以及光路可逆的知识解决相关问题
【教学过程】
复习引入
复习提问1:光做直线传播的条件是什么?
学生:在同种、均匀介质种传播。
复习提问2:当从一种介质到达另一种介质的分界面时,会发生什么现象呢?
学生:反射和折射。
复习提问3:根据我们初中所学,反射和折射分别有什么样的规律?
学生:作答…
师生共同完善、丰富反射定律(结合图1,抓“两侧”、“共面”、“相等”);复习反射光路可逆知识。
引入:从刚才的复习可知,我们在初中对于反射的了解已经非常到位了,但对于折射,还只是知道了一些定性的规律。那么,关于折射的定量规律究竟怎样呢?
一光的折射定律
结合图2,复习入射角θ1和折射角θ2的概念。
关于光的折射,究竟有什么样的定量规律?原来在一千多年前,人们就开始在思考、探索这个问题。根据历史记载,在探索光的折射规律的实践中,做出过重要贡献的有托勒密、开普勒、斯涅尔、笛卡儿、费马等人,他们研究的内容包括传播方向规律,传播速度规律、能量分配规律等等。本节课,我们主要介绍他们在研究传播方向与速度方面的成就──
公元140年,古希腊天文学家托勒密通过实验得到:
A.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;
B.折射光线和入射光线分居在法线的两侧;
C.折射角正比于入射角。
(托勒密的实验数据记录非常详细、准确,只可惜欠缺数学眼光,致使结论的总结出现错误。而这个看来仅仅一步之遥的距离却又使人类经历了一千五百多年的探索!)
1611年,德国天文学家开普勒出版《折光学》一书,阐述了他对大气折射研究的成果;开普勒根据他自己总结的折射原理制成勒开普勒望远镜,最早地开辟了光的折射在应用领域的先河。
(开普勒的具体“规律”若何,记载不详…)
1622年,荷兰数学家斯涅耳经过进一步的实验,并在借鉴前人观点的基础上总结出现在的折射定律──
1.折射定律:折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线两侧;入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。如果用n表示这个比例常数,就有
=n
实践是检验真理的唯一标准,我们很希望通过自己的实验来验证斯涅耳的折射定律,但由于条件所限,今天只能“略过”。下表展示了人们经过精确测量后,得出的光线从空气射入玻璃时相关数据,我们可以看出:①在小角度情形下托勒密结论的“正确性”;②在实验误差允许的范围内,斯涅耳定律的广泛正确性。
入射角θ1(°)
折射角θ2(°)
θ1/θ2
sinθ1/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
1.71
1.51
70
38.6
1.81
1.50
80
40.6
1.97
1.51
斯涅耳的折射定律并非完全没有受到挑战──
1637年,法国哲学家、数学家、物理学家笛卡儿出版《屈光学》一书,认为光的传播可以用网球在两种介质分界面上运动来模拟反射、折射和全反射,并假定平行于界面的速度分量不变,导出“sini/sinr=常数;光线在光密介质中传播速度较大”的折射定律。
(笛卡儿的折射规律是一种纯理论的推测,尽管有正弦之比等于常数的结论,但他认为光从光疏介质进入光密介质时折射角较大,传播速度也会更大,这两个定性结论都是错误的。)
1661年,法国数学家、物理学家费马起来批驳笛卡儿的理论,他用的也是纯理论的方法──光程最短法。这是一个在现代光学中普遍适用的理论,尽管在当时还不是能够很好的被人们接受,但费马证明的结果,认为斯涅耳的结论是正确。
启发:请同学们比较一下折射定律和反射定律,它们有什么相同点和不同点?
学生:“两侧”、“共面”是相同的,角度关系是不同的。
其实,这两个定律还有一个共同点,人们研究发现,(参看图2)当光线沿BO方向入射,那么它的折射方向将沿OA方向,也就是说──
2.折射光路是可逆的。
这一点,在折射定律的应用中常常起到非常重要的作用。
过渡:斯涅耳的折射定律中出现了一个比例常数n,这个常数是相对不变的还是“万古不变”的呢?
二折射率
进一步的实验研究表明,折射定律中的比例常数n并不是一个“万古不变”的的常数,只要改变两种介质中的任何一种,n将随之改变。
下面是几个折射情形的n值展示:空气到玻璃──1.50;空气到水──1.33;水到玻璃──1.13;…
为了探讨这个常数的规律,人们先将一种介质定下来,那么,n就只和另一种介质相关了。譬如,我们将入射空间的介质定下来,而且规定为一种最简单的介质──真空,那么
1.折射率:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦的比值n,叫做这种介质的折射率。
从折射定律不难得出,真空自身作为一种介质,它的折射率为多少?
学生:为1
每种透明介质的折射率都有一个固定值,下表展示了几种常见介质的折射率──
几种介质的折射率
金刚石
2.42
岩盐
1.55
二硫化碳
1.63
酒精
1.36
玻璃
1.5~1.9
水
1.33
水晶
1.55
空气
1.00028
从表中可以看出,空气的折射率非常接近于1,所以,我们常常将空气介质近似看成真空。
由折射定律可以得出,对于相同入射角θ1,n越大时,折射角θ2会怎样?
学生:越小。
对应光的偏折量大,还是小?
学生:大。
n大,光线偏折越厉害。所以──
物理意义:折射率n是表明材料对光线偏折能力大小的物理量。
材料折射率的存在,不仅可以改变光的传播方向,还能改变光的传播速度。光在介质中的传播速度v和真空中的光速c、材料n之间有以下关系
2.光的传播速度和折射率的关系:v=
鉴于真空之外的任何介质的折射率都大于1,所以,光在真空之外任何介质的传播速度都小于c。
而且,从上式不难发现,光在介质中的速度规律与光的入射方向并没有什么关系,这和方向规律是略有不同的(折射定律中规定“斜射”,这里就没有必要了)。
了解了光的折射的方向规律和速度规律,下面做一个应用──
三小结
本节课,我们复习了光的反射定律,定量地介绍了关于光的折射的方向规律和传播速度规律,并阐述了折射率的物理意义。对于光的折射,其实除了方向和传播速度规律外,还有能量、振动面的规律、位相的规律等等。
四作业布置
作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。教案的内容要写些什么更好呢?以下是小编为大家精心整理的“高三物理教案:《光的折射》教学设计”,供您参考,希望能够帮助到大家。
本文题目:高三第一单元第四章物理教案:光的折射学案
第二章 光现象
四 光的折射 教学设计
一、内容及其解析
本节课要学的内容光的折射指的是折射现象、光的折射规律,其核心是光的折射规律 。学生已经学过光沿直线传播和光的反射,本节课的内容光的折射指就是在此基础上的发展起来的。由于它还与后面的知识有密切的关系,所以在本学科有重要的的地位,并有承上启下 的作用,是本章的核心内容。教学的重点是光的折射规律的推导,解决重点的关键是利用实验探究法、分析法、作图法等方法来理解。
二、目标及其解析
1、目标定位:
(1)知道光的折射现象及折射光线和折射角;
(2)知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆;
(3)能够用光的折射解释生活中的一些简单现象
2、目标解析: 知道光的折射现象及折射光线和折射角;知道光的折射规律及在折射现象中光路可逆;能够用光的折射解释生活中的一些简单现象就是指通过演示实验,指导学生观察现象,引导学生自己分析、归纳规律,培养学生的观察、分析、归纳能力。引导学生动手做实验,培养学生的动手能力及通过实验研究问题的习惯。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是对光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角,产生这一问题的原因是学生对光路的可逆性的理解。要解决这一问题就要引导学生从光路的可逆性来理解光从其他介质斜射入空气中时折射角大于入射角。
四、教学支持条件分析
在本节课光的折射的教学中,准备使用光的折射演示仪。因为使用光的折射演示仪,有利于学生理解光的折射规律。
五、教学过程设计
一、新课引入:
我们都知道渔民捕鱼有很多方法,如:用网网鱼、用鱼叉叉鱼等。现在,我们也来体验一下“渔民叉鱼”,(出示塑料泡沫上画有鱼和玻璃水缸)学生进行叉鱼比赛。当学生在比赛时,发现“鱼叉”都叉在“鱼”的上方后,很惊奇。引导学生提出问题:“你从这个活动中想到了什么?”
二、新课讲解:
(一)光的折射规律
探究1:观察光从空气射入水(玻璃)中的传播路径,并把你看到的现象画出来。
1.学生猜想,并在黑板上画出自己猜想的传播路径。
2.小组设计实验方案并交流,确定可行方案。
3.进行实验收集证据。(要求画图记录下观察到的光进入水(玻璃)中的传播途径)
4.交流实验结果
各组画出观察到的光传播路径。
学生可以看到光的偏折现象,告诉学生,这就是光的折射现象,从而引入课题。
5.用语言表达探究1的结果。
结论1:光从空气中斜射入水或其他介质时,折射光线向法线偏折。
结论2:当光从空气垂直射入水或其他介质时,传播方向不改变。
探究2 “想想议议”:光从水(玻璃)斜射入空气中,折射光线向法线还是界面偏折?如图3。
1.学生猜想并画出图表达自己的想法。
2.讨论交流:师投影学生做图的情况
②作这个猜想时,你做了什么样的假设。(学生能从光反射时光路可逆,联想到光的折射时光路也是可逆的)
实验验证:①教师演示光从空气斜射半圆形玻璃砖,如图4;②哪位同学能帮助老师逆着折射光射入另一束光,让同学们观察光在空气中的传播途径呢?(学生们跃跃欲试、兴趣很高)
③学生观察到光从玻璃中射入空气中的光与原入射光重合。
④教师要求学生把观察到的现象画到黑板上。
⑤结论3:光在折射时,光路是可逆的。
结论4:光从水(玻璃)或其它介质斜射入空气中,折射光线远离法线偏折。
动画重现实验过程,增强形象刺激。
启发学生记忆:把结论1和结论4与光在不同介质中传播速度情况联系起来,可得到什么样的规律。[“快远慢近”,即在发生折射时,在传播得快的介质(空气)中是远离法线,在传播得慢的介质(水或玻璃)中是靠近法线。]
(二)光的折射知识应用
1.现在,我们来解释刚才在叉鱼比赛中,为什么我们同学会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发生折射,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的反向延长线的交点鱼像发出来的,鱼像比鱼位置高。所以刚才比赛的同学会叉在鱼的上方。(播放动画)
2.利用电脑播放视频材料:放在杯底刚好看不见的硬币,加上水后又会看得见。要求学生利所学的知识加以回答,最后强调看见的硬币是硬币的像。
3.教师提出:有的同学喜欢游泳,看水只有齐腰深,可到水中就不止了,这是什么原因。
学生回答:(这是光的折射现象,由于光从水中射向空气时,发生折射,而人的眼睛认为光是沿直线传播造成的)。
同学们学了光的折射知识后,要懂得应用到生活中,在游泳时要特别注意安全。
4.你见过海市蜃楼吗?你知道海市蜃楼是怎样产生的吗?(教师提问)
学生回答:(从报纸报道上知道海市蜃楼的现象,从电视上看到海市蜃楼,从科普读物上知道海市蜃楼产生的原因是光的折射现象产生的)。
海市蜃楼是怎样产生的?我们已经知道,光是沿直线传播的,其实严格地说,光只是在均匀的介质中才沿直线传播,如果介质疏密不均,光线就不会沿直线传播而会发生折射。海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象,多发生在夏天海面上。
经验告诉我们,成功是留给有准备的人。高中教师要准备好教案,这是高中教师需要精心准备的。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?小编经过搜集和处理,为您提供高考物理考试考点:光的反射和折射,仅供您在工作和学习中参考。
20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射
物理是高考考试中能够拉开分数的学科,要想取得好的物理成绩必须重视物理考试考点的掌握,下面xx为大家带来20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射,希望对大家提高物理知识水平有所帮助。
1.光的直线传播
(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像,影的形成,日食和月食都是光直线传播的例证。
(2)影是光被不透光的物体挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影,在本影区域内完全看不到光源发出的光,在半影区域内只能看到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影,非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关,发光面越大,本影区越小。
(3)日食和月食:
人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即伪本影)能看到日环食;当月球全部进入地球的本影区域时,人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时,看到的是月偏食。
2.光的反射现象---:光线入射到两种介质的界面上时,其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象。
(1)光的反射定律:
①反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居于法线两侧。②反射角等于入射角。
(2)反射定律表明,对于每一条入射光线,反射光线是唯一的,在反射现象中光路是可逆的。
3.★平面镜成像
(1)像的特点---------平面镜成的像是正立等大的虚像,像与物关于镜面为对称。
(2)光路图作法-----------根据平面镜成像的特点,在作光路图时,可以先画像,后补光路图。
(3)充分利用光路可逆-------在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。(眼睛在某点A通过平面镜所能看到的范围和在A点放一个点光源,该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。)
4.光的折射--光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折射。
(2)光的折射定律---①折射光线,入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧。
②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,即sini/sinr=常数。(3)在折射现象中,光路是可逆的。
★5.折射率---光从真空射入某种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr。
某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比,即n=c/v,因cv,所以任何介质的折射率n都大于1.两种介质相比较,n较大的介质称为光密介质,n较小的介质称为光疏介质。
★6.全反射和临界角
(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)时,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
(2)全反射的条件
①光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)。②入射角大于或等于临界角
(3)临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角,用C表示sinC=1/n
7.光的色散:白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束,这种现象叫做光的色散。
(1)同一种介质对红光折射率小,对紫光折射率大。
(2)在同一种介质中,红光的速度最大,紫光的速度最小。
(3)由同一种介质射向空气时,红光发生全反射的临界角大,紫光发生全反射的临界角小。
8.全反射棱镜-------横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点,可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o(右图1)或180o(右图2)。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。
右图1右图2
玻璃砖-----所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射,从下表面射出时,其特点是:⑴射出光线和入射光线平行;⑵各种色光在第一次入射后就发生色散;⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关;⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。
20xx年高考物理考试考点:光的反射和折射xx为大家带来过了,平常备考物理的过程中需要大家掌握好考试考点,这样才能在考试中取得好成绩。
文章来源://m.jab88.com/j/45720.html
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