2019-2020年高中物理 光的折射教案1 新人教版必修1 一、教學(xué)目標(biāo) 1在物理知識(shí)方面的要求(1)了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系；(2)掌握光的折射定律；(3)掌握介質(zhì)的折射率的概念2通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解到光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的現(xiàn)象(反射和折射)，觀察反射光線、折射光線隨入射角的變化而變化，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過(guò)相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力3滲透物理研究和學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度的教育實(shí)驗(yàn)的客觀性與人的觀察的主觀性的矛盾應(yīng)如何解決，人的直接觀察與用儀器探測(cè)是有差別的，我們應(yīng)用科學(xué)的態(tài)度看待用儀器探測(cè)的結(jié)果4會(huì)用折射定律解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1重點(diǎn)是光的折射定律、折射率折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，由介質(zhì)來(lái)決定2難點(diǎn)是光的折射定律和折射率的應(yīng)用通過(guò)問(wèn)題的分析解決加深對(duì)折射率概念的理解，學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法 三、教具 1光的折射演示器附件：接線板、火柴、煙霧發(fā)生器及煙霧源、半圓柱透明玻璃2直尺，計(jì)算器 四、主要教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課我們?cè)诔踔幸褜W(xué)過(guò)光的折射規(guī)律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角初中學(xué)的光的折射規(guī)律只是定性地描述了光的折射現(xiàn)象，而我們今天要定量地進(jìn)行研究(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)演示：將光的激光演示儀接通電源，暫不打開開關(guān)，將煙霧發(fā)生器點(diǎn)燃置入光的折射演示器中，將半圓柱透明玻璃放入對(duì)應(yīng)的位置打開開關(guān)，將激光管點(diǎn)燃，讓一束激光照在半圓柱透明玻璃的平面上，讓光線垂直于平面過(guò)圓心入射(沿法線入射)，觀察折射情況：a角度，b明暗程度與入射光線進(jìn)行對(duì)比然后改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行記錄，再次觀察能量改變的情況最后進(jìn)行概括、歸納、小結(jié)1在兩種介質(zhì)的分界面上入射光線、反射光線、折射光線的能量分配(某種玻璃與空氣的界面上)入射角(入射光線能量為100)反射光線能量折射光線能量01004.795.3301004.995.1601009.890.2801003961901001000我們可以得出結(jié)論：隨入射角的增大，反射光線的能量比例逐漸增加，而折射光線的能量比例逐漸減小2經(jīng)歷了近1500年才得到完善的定律(1)歷史發(fā)展：公元2世紀(jì)古希臘天文學(xué)家托勒密通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到：A折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；B折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；C折射角正比于入射角德國(guó)物理學(xué)家開普勒也做了研究(2)折射定律：最終在1621年，由荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角和折射角之間的關(guān)系將一組測(cè)量數(shù)據(jù)抄寫在黑板上讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算(用計(jì)算器)，光線從空氣射入某種玻璃入射角i()折射角r()i/rsini/sinr106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11.671.517038.61.811.508040.61.971.51通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(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)，就有這就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律演示：如果使光線逆著原來(lái)的折射光線到界面上，折射光線就逆著原來(lái)的入射光線射出，這就是說(shuō)，在折射現(xiàn)象中光路也是可逆的(在反射現(xiàn)象中，光路是可逆的)3折射率n光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n，但是對(duì)不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō)，這個(gè)常數(shù)n是不同的這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系，是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，我們把它叫做介質(zhì)的折射率i是光線在真空中與法線之間的夾角r是光線在介質(zhì)中與法線之間的夾角光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率，叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率相對(duì)折射率在高中不作要求又因?yàn)榭諝獾慕^對(duì)折射率為1.00028，在近似計(jì)算中認(rèn)為空氣和真空相同，故有時(shí)光從空氣射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率當(dāng)作絕對(duì)折射率進(jìn)行計(jì)算(2)折射率的定義式為量度式折射率無(wú)單位，任何介質(zhì)的折射率不4介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系理論和實(shí)驗(yàn)的研究都證明：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度之比例1 光在某介質(zhì)中的傳播速度是2.122108m/s，當(dāng)光線以30入射角，由該介質(zhì)射入空氣時(shí)，折射角為多少？解：由介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系得又根據(jù)介質(zhì)折射率的定義式得r為在空氣中光線、法線間的夾角即為所求i為在介質(zhì)中光線與法線間的夾角30由(1)、(2)兩式解得：所以r=45例2 光線從空氣射入甲介質(zhì)中時(shí)，入射角i=45，折射角r=30，光線從空氣中射入乙介質(zhì)中時(shí)，入射角i=60，折射角r=30求光在甲、乙兩種介質(zhì)中的傳播速度比解：設(shè)光在甲介質(zhì)中傳播的速度為v甲，光在乙介質(zhì)中傳播的速度為v乙根據(jù)折射率的定義式得：根據(jù)折射率與光速的關(guān)系得：則入射角約為多少？解：根據(jù)光的反射定律有入射角i跟反射角相等i=，根據(jù)題意折射光線與反射光線垂直，即兩光線的夾角為90，則反射角與折射角r互余，即+r=90，則ir=90又根據(jù)折射率的定義式：所以 i=60練習(xí)：這種玻璃中傳播的速度之比是多少？98(2)光線由空氣射入某種介質(zhì)，折射光線與反射光線恰好垂直，已知入射角是53，則這種介質(zhì)可能是什么？水(3)一束寬度為10 cm的平行光束，以 60的入射角從空氣射入折射17.3cm(三)課堂小結(jié)1光的折射定律是幾何光學(xué)的三大基本規(guī)律之一(另外兩個(gè)規(guī)律是：光的直線傳播規(guī)律，光的反射定律)是研究幾何光學(xué)的重要法寶高中階段只研究在兩種介質(zhì)中其中一種是空氣的兩界面間的折射情況及所遵循的規(guī)律在應(yīng)用時(shí)，一定要注意作圖突出幾何的特點(diǎn)2折射率是幾何光學(xué)中非常重要的基本概念之一它反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)每一種介質(zhì)在一定條件下有一個(gè)確切的折射率，不同種類的介質(zhì)在相同的條件下，一般具有不同的折射率例如：玻璃的折射率是1.50，水的折射率是1.333通常說(shuō)的介質(zhì)的折射率是指介質(zhì)的絕對(duì)折射率，即光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率設(shè)光由介質(zhì)1射入介質(zhì)2，這時(shí)的折射率確切地說(shuō)應(yīng)該叫做介質(zhì)2對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率，通常用n21來(lái)表示相對(duì)折射率在高中階段不要求，一般學(xué)校的學(xué)生最好不引入，避免引起概念混亂 五、教學(xué)說(shuō)明 1光的折射的實(shí)驗(yàn)在暗室中做效果更好，在介紹儀器時(shí)，一定要說(shuō)明半圓柱透鏡的放法和如何改變?nèi)肷浣牵貏e是在做逆向入射時(shí)一定要說(shuō)清楚半圓柱體透鏡的圓面入射時(shí)是沿法線入射，這時(shí)還要特別指出的是引導(dǎo)學(xué)生觀察光的明暗程度，分析能量分配的關(guān)系2教師在黑板上作圖一定要用直尺規(guī)范作圖，強(qiáng)調(diào)學(xué)生也要用規(guī)尺作圖，以便養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣為將來(lái)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)