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1、【课 题】 4.5 光的折射 【教学目标】 一知识目标： 1、理解折射定律的确切含义，并能用来解释光现象和计算有关的问题； 2、理解折射率（指绝对折射率）的定义，以及折射率是反映介质光学性质的物理量； 3、知道折射率与光速的关系，并能用来进行计算。 二能力目标： 1能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题，培养提出问题的能力； 2通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力； 3使学生进一步了解科学探究活动过程，培养学生初步的探究能力； 4. 体验由折射引起的错觉。 三情感目标： 1有与他人交流和合作的精神、敢于提出自己不同的见解； 2逐步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近
2、的感觉； 3借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料，培养学生热爱物理、热爱科学的情感。 【学情分析】 学生在初中已经学过光的反射和折射，但没有深入学习过光的折射所遵循的定量关系。学生已具备一定的实验操作技能，对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。前面学生还学习了机械波的折射现象以及利用惠更斯原理对机械波的折射做了论证。这些对光的折射的学习都会有很大的促进作用。 【教学重点】 1、学习利用实验探究物理规律的方法； 2、理解光的折射定律、折射率。 【教学难点】 1、利用惠更斯原理推证有关公式； 2、理解光的折射定律、折射率并利用折射定律分析解决问题。
3、【教学方法】 实验探究法、讲授法 【教学过程及知识要点】 一、探究光的折射定律 1、科学家的探究探究： 历史上，在公元 140 年古希腊的天文学家托勒密通过观察得到一个结论： 入射角与折射角成正比。 但这个结论只在入射角较小的时候才大致成立，在入射角较大时与实验结果偏差很大。 1621 年荷兰数学家斯涅耳从实验找到了关于折射角与入射角的正确关系： 入射角的正弦与折射角的正弦成正比， 或者说入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常量。这个结论也叫做斯涅耳定律。 这样折射定律的完整表述成为： 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居在法线的两侧，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比
4、是一个常数。写成公式即 sinsininr (n 是由传播光的介质决定的常数) = 2、实验探究： 我们今天可以通过实验去验证上述的折射定律。 （1） 阅读教材的实验方法； （2） 实验时注意记录数据； （3） 计算验证。 如图，怎样找入射角 i、折射角 r； 算一算sinsinir； 比较各次测量结果算出的sinsinir值是否近似相等 = 3、理论论证：利用惠更斯原理进行解释和推导（教材 P.91） ： 仍假定光从真空进入介质。设真空中、介质中光速分别为 c 和 v。 由惠更斯原理可知波面 AB 垂直于入射光，波面 CD 垂直于折射光。 波面 AB 变为波面 CD，应有 AC=vt BD=
5、ct （注意式中时间 t 是相等的） 显然有 sini= BDAD ，sinr= ACAD sinsiniBDcrACv 即 sinsinicrv，由于 c、v 为常量，故cv也是常量。 由此可知上述常数 sinsinicnrv i B A D C r 绝对折射率的定义以及折射率是反映介质光学性质的物理量知道折射率与光速的关系并能用来进行计算二能力目标能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题培养提出问题的能力通过实验观察认识折射现象培养学生初步观察的流和合作的精神敢于提出自己不同的见解逐步领略折射现象的美妙获对自然现象的热爱亲近的感觉借助课堂小实验多媒体课件和丰富的网上资料培养学生热爱物理热
6、爱科学的情感学情分析学生在初中已经学过光的反射和折射但没有主学习合作探究等方面的能力有了一定提高前面学生还学习了机械波的折射现象以及利用惠更斯原理对机械波的折射做了论证这些对光的折射的学习都会有很大的促进作用教学重点学习利用实验探究物理规律的方法理解光的折射定二、折射率 1、定义： 光从真空射入介质时，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 跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，把它叫做介质的折射率。 2、折射率与光速的关系： 由理论探究可知，介质的折射率 sinsinicnrv 3、同一种介质对不同频率的光的折射
7、率不同。 介质的折射率，除了与介质的性质有关，还与入射光的频率有关。 实验发现： 同一种介质对不同频率的光的折射率是不同的，是随着光的频率的增大而增大。自然，不同频率的光在同一种介质的传播速度也将不同。 这一点与机械波的情况是不同的。 这是复色光通过介质发生色散的根本原因所在。 三、测定材料的折射率 1、原理：折射定律，或折射率的定义。sinsininr 2、器材：长方体玻璃砖、刻度尺、量角器、激光笔、白纸、大头针、铅笔等。 3、方案设计： （1）让激光笔发出的光从空气进入玻璃砖并从另一侧射出，通过确定入射光和出射光以及玻璃砖的边界，进一步确定玻璃砖中光的路径。这样就可以确定入射角和折射角，从
8、而用公式sinsininr算出折射率。 （2）改变入射角的大小，多次实验测量计算折射率，求出平均值，这就是玻璃砖的折射率。 4、实验与数据处理 自己设计实验步骤和记录数据的表格； 实验并记录数据； 处理数据求出玻璃砖的折射率。 绝对折射率的定义以及折射率是反映介质光学性质的物理量知道折射率与光速的关系并能用来进行计算二能力目标能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题培养提出问题的能力通过实验观察认识折射现象培养学生初步观察的流和合作的精神敢于提出自己不同的见解逐步领略折射现象的美妙获对自然现象的热爱亲近的感觉借助课堂小实验多媒体课件和丰富的网上资料培养学生热爱物理热爱科学的情感学情分析学生在
9、初中已经学过光的反射和折射但没有主学习合作探究等方面的能力有了一定提高前面学生还学习了机械波的折射现象以及利用惠更斯原理对机械波的折射做了论证这些对光的折射的学习都会有很大的促进作用教学重点学习利用实验探究物理规律的方法理解光的折射定【典型例题】 【例题 1】光在某介质中的传播速度是 2.122 108m/s，当光线以 30入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？ 【解析】 由介质的折射率与光速的关系得 cnv (1) 又根据介质折射率的定义式得 sinsininr (2) r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求i=30 由(1)、(2)两式解得：883.00 101sinsin0.707
10、2.122 102criv 所以 r=45 【例题 2】一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 射入，穿过玻璃砖自下表面射出。已知该玻璃对红光的折射率为 1.5，设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和 t2，则在 从 0 逐渐增大至 90 的过程中 【 】 At1始终大于 t2 Bt1始终小于 t2 Ct1先大于后小于 t2 Dt1先小于后大于 t2 【解析】 如图所示，ncvsin sin r， tsv， sdcos r 联立解得 t2d sin c sin 2r 由题意可知，红光、蓝光的入射角 相同， 但折射角 r红r蓝，sin 2r红sin 2r蓝， 所以 t
11、1t2， 故选项 B 正确，选项 A、C、D 错误。答案：B 【课堂练习】 1、已知水的折射率是43，某种玻璃的折射率是32，光在水中和在这种玻璃中传播的速度之比是多少？ 【98】 2、光线由空气射入某种介质，折射光线与反射光线恰好垂直，已知入射角是 53，则这种介质可能是什么？ 【水】 【课堂小结】 概括折射定律： sinsininr 理解折射率： sinsininr 分析问题解决问题：（1）熟练理解折射定律；（2）注意数学知识的运用 【家庭作业与活动】 家庭作业与活动1、2、3、4 （东关高中 孙义杰） d s r 绝对折射率的定义以及折射率是反映介质光学性质的物理量知道折射率与光速的关系并能用来进行计算二能力目标能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题培养提出问题的能力通过实验观察认识折射现象培养学生初步观察的流和合作的精神敢于提出自己不同的见解逐步领略折射现象的美妙获对自然现象的热爱亲近的感觉借助课堂小实验多媒体课件和丰富的网上资料培养学生热爱物理热爱科学的情感学情分析学生在初中已经学过光的反射和折射但没有主学习合作探究等方面的能力有了一定提高前面学生还学习了机械波的折射现象以及利用惠更斯原理对机械波的折射做了论证这些对光的折射的学习都会有很大的促进作用教学重点学习利用实验探究物理规律的方法理解光的折射定
