1、1光的折射定律教学设计淮安市车桥中学 赵国亚 （223221）一、教材分析1、 教材的地位和作用本课时是高中物理选修 3-4 光学部分第一节，是建立在初中基础上的。光的折射是重要的光学现象，同时又是解决日常生活中许多光现象的基础。光的折射现象学生比较熟悉，也比较感兴趣，通过对现象的分析，培养学生密切联系实际，运用科学知识来解释一些自然现象的习惯和能力，更重要是利用已有的初中知识的基础上，探究折射定律的定量关系的方法，更是激发学生学习兴趣，提高科学素质，让学生掌握了科学研究的一般性方法。2、 教学目标根据全面提高学生素质的总体目标与教学大纲的要求和本节教材内容及学生已有的认识基础，我确定本节的学
2、习目标如下：（1）知识目标：a、知道光的折射现象及折射光线和折射角；b、探究出光的折射规律中的入射角和折射角的定量关系c、能够用光的折射解释生活中的一些简单现象以及一些定量的计算。（2）能力目标：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。（3）情感目标：培养学生学习物理的兴趣和探究科学问题的一般性的方法。（4）德育目标：通过对日常光现象的分析，破除迷信，热爱科学，进行唯物主义教育。3、 难点和重点根据新修订的教学大纲的要求，及教材内容和学生学习的实际确定：（1）重点：光的折射规律的
3、定量关系探究；光路可逆。（2）难点：光线进入不同介质中，折射角和入射角的的定量关系；用光的折射解释自然现象。（3）关键：对入射角和折射角的确定。二、选用的教具及设备1、 选择教具依据丰富的教学用具及设备，提高了训练密度及广度，使教学过程从枯燥到有趣，从抽象到形象。进行课堂演示实验并利用计算机多媒体辅助教学，不仅提供了大量的教学信息，使学生在生动形象的环境中，得以迅速理解和掌握物理规律。激发学生们的学习兴趣，调动他们的主动性、积极性、创造性，从而达到提高课堂教学效率的目地。2、 教具：光的折射演示仪；碗；适量的水；筷子；office 办公软件，多媒体课件；录像剪辑。2三、教材处理对日常光的折射现
4、象学生有丰富的感性认识，以现象引入新课，学生学习目标明确，兴趣浓厚。光的折射规律的认识，宜先提出问题及研究方法，通过学生猜想，对照演示实验的观察，辅以多媒体模拟演示，学生思维清晰、准确，有利于规律的总结归纳，并注意理论联系实际，重视知识的应用，让学生遵循认识的规律：从实践到理论，又从理论到实践。达到掌握知识、提高能力，从而提高课堂效率。四、教法、学法1、 教法根据教学内容的上下承接关系，学生已有的初中基础知识，对光的现象已有一些简单的认识，对光学研究中的一些物理量已有初步的了解，如入射角、法线等。针对素质教育对学生能力的要求，本节采用观察分析、启发式教学法。体现“学生为主体，教师为主导”的教学
5、思想。通过实验演示、观察分析、启发对比、总结归纳得出规律。在课堂上通过教师的引导，让学生进行演示实验和计算机的模拟实验的观察，使学生在头脑中有清晰的表象，以具体生动的感性认识为基础掌握知识，而不是生硬地死记硬背，同时在观察中培养能力，开展思维训练重视知识的应用，理论紧密联系实际。2、 学法学生是教学活动主体，要使学生从“学会”转化成“会学”，教师在教学中要注意学生学法的指导，根据本节的内容特征，教师在做好演示实验时，引导学生如何去观察实验？并由他们总结和发现规律，同时注意学生的非智力因素：自信心、毅力、兴趣、动机等培养，通过手势、眼神、表情等形体语言来激发学生的积极性。使学生通过观察总结规律，
6、联系实际、运用规律解决问题。本节采用观察、对比、分析的学习方法，引导学生获取知识，通过思考讨论，总结归纳出光的折射规律，应用折射规律解释一些自然现象，培养学生爱科学、用科学，提高学生的学习兴趣。五、教学过程【课堂教学】一、复习提问：光在均匀介质中如何传播？什么是光的反射定律？ 二、新课引入：【演示一】：在碗中放入硬币，放在一定的高度让学生刚好看不到碗底的硬币，再倒入适量的水，请同学观察实验现象。（录像重放）【演示二】：在碗中倒入适量的水，斜插入一根直筷子，让学生侧面斜视观察现象。请学生思考这是为什么？三、新课教学：1、光的折射现象3【演示三】：光的折射，让一束光线从空气中斜射入玻璃中。（录像演
7、示）学生可观察到进入玻璃中的光线在界面处改变原来的传播方向，这种现象叫光的折射。特别强调：折射光线和折射角。2、研究光从空气进入水中的物理规律提出问题： 折射光线、入射光线和法线三者之间有什么关系？ 折射角和入射角的大小关系如何？ 随着入射角的变化，折射角如何变化？ 当入射光线垂直于水面入射时，折射光线的方向如何？让学生带着问题观察演示实验。【演示四】：利用光的折射仪演示： 光线斜射入水中； 让入射角先发生变化； 光线垂直射水中教师引导学生观察实验，并思考规律，得出结论。 折射光线、入射光线和法线在同一平面上（三线共面）； 折射光线与入射光线分居法线两侧； （光线从空气斜射水中）折射角小于入射
8、角，折射光线向法线偏折。 光线垂直射入水面时，传播方向不改变。教师补充：如果光从空气进入玻璃、水晶等透明物质时，折射情况与上述相同。提出问题：折射现象中，折射角和入射角有什么定量关系？【学生探究】（1）让学生作出猜想：学生一：入射角和折射角成正比学生二：入射角和折射角的平方成正比提示学生，角度之间还会有什么关系呢？学生三：入射角的正切和折射角的正切成正比学生四：入射角的正弦和折射角的正弦成正比（2）引导学生设计实验方案入射角 i()折射角 r() i/r sini/sinr10 6.7 1.50 1.4920 13.3 1.50 1.4930 19.6 1.53 1.4940 25.2 1.5
9、9 1.5150 30.7 1.63 1.5060 35.1 1.67 1.5170 38.6 1.81 1.504A、引导三个学生实验做演示实验：一个学生利用利用光的折射仪演示入射角（采用特殊角），另一个学生读出折射角，第三个学生在设计好的电子表格中输入相应的数据。（如表格所示）B、引导学生分析出几个猜想的正误。利用电子表格中和公式计算出 i/r、 sini/sinrC、通过分析表中数据可以得出结论：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比如果用 n 来表示这个比例常数，就有这就是光的折射定律，也叫斯涅耳定律【演示五】如果使光线逆着原来的折射光线到界面上，折射光线就逆着原来的入射光线射出，这就是说，
10、在折射现象中光路也是可逆的(在反射现象中，光路是可逆的)【学生自学】引导学生自学折射率，带着以下问题：（1） 折射定律中的比值 n 和什么有关系？（2） 什么是相对折射率，是由什么决定的？（3） 什么是绝对折射率，是由什么决定的？（4） 绝对折射率和光速等有什么关系？引导学生回答并总结：（1）光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数 n，但是对不同的介质来说，这个常数 n 是不同的这个常数 n跟两种介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的相对折射率相对折射率在高中不作要求（2）光从真空射入某种介质时的折射率，叫做该种介质的绝对折射率，也简
11、称为某种介质的折射率。（3）又因为空气的绝对折射率为 1.00028，在近似计算中认为空气和真空相同，故有时光从空气射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行计算（4）折射率的定义式为量度式折射率无单位，任何介质的折射率不能小于 1。（5）介质的折射率与光速的关系理论和实验的研究都证明：某种介质的80 40.6 1.97 1.515折射率，等于光在真空中的速度 c 跟光在这种介质中的速度之比 n=c/v【解决问题】问题 1：演示一中，原来碗底的硬币看不见，倒入水后却能看到硬币？学生分小组讨论，代表回答问题 2：能否利用这个现象测量水的折射率？学生分小组讨论，代表回答问题 3：如果可以测量，需要测
12、哪些量，如何获取这些量？学生分小组讨论，代表回答【小组竞赛】根据学生的讨论，老师利用多媒体展示出如下习题要求学生准确快速计算，小组进行比赛：某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图，在一个圆盘上，过其圆心 O 作两条相互垂直的直径 BC、EF 。在半径 OA 上，垂直盘面插上两枚大头针 P1、P 2 并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径 BC 相平，EF 作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察 P1、P 2。同学们通过计算，预先在圆周 EC 部分刻好了折射率的值，这样只要根据 P3 所插的位置，就可以直接读出液体
13、折射率的值。（1）若AOF=30，OP 3 与 OC 之间的夹角为 30，则 P3 处刻的折射率的值 。（2）图中 P3、P 4 那一处对应的折射率大？（3）做 AO 的延长线交圆周于 K，K 处对应的折射率为 。答案：（1）1.73 (2)P4 (3)1【课堂小结】提问：今天这节课，我们一些学习了什么？小组代表发言，老师作补充：从知识方面和方法方面总结，详细见板书设计【板书设计】光的折射1、折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质中时，传播方向一般发生变化，这种现象叫做光的折射。2、光的折射规律光从一种介质进入另一种介质时 折射光线与入射光线、法线在同一个平面上； 折射光线和入射光线分居法线两侧； 折射角的正弦和入射角的正弦成正比；3、光的折射中光路可逆。4、折射率相对折射率：光从一种介质射向另一种介质绝对折射率:光从真空射向介质n=c/v探究问题的一般性方法：提出问题 作出假设 设计实验方案 总结验证副板书
