學八年級物理上冊 第四章 第4節(jié) 光的折射導學案 新版新人教版

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1、 第4節(jié) 光的折射 課題 運動的描述 課型 新授課 教 學 目 標 知識與技能 1.了解光的折射現(xiàn)象. 2.了解光從空氣射入水中或其他介質中時的偏折規(guī)律. 3.了解光在發(fā)生折射時,光路的可逆性. 4.了解光的折射在生產(chǎn)、生活中的應用. 過程與方法 1.通過觀察,認識折射現(xiàn)象. 2.經(jīng)歷實驗探究光的折射規(guī)律的過程,重點培養(yǎng)通過觀察和分析,從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的能力. 情感、態(tài)度與價值觀 在探究光的折射規(guī)律的活動中,有對科學的求知欲,能保持對自然界的好奇,樂于探索自然.有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識. 教學重點 1.探究光折射時的特點的實驗

2、和光的折射規(guī)律. 2.光的折射作圖. 教具準備 演示用:激光光源、光的折射演示裝置、水槽、三角尺、多媒體課件. 學生用:玻璃杯、碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水. 教學難點 1.總結歸納光的折射規(guī)律. 2.解釋簡單的折射現(xiàn)象. 教學課時 1課時 課前預習 1.光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向 發(fā)生偏折 ,這種現(xiàn)象叫光的折射. 2.在折射現(xiàn)象中, 入射光線 與法線的夾角叫入射角, 折射光線 與法線的夾角叫折射角,折射光線與入射光線位于 不同 介質中. 3.光從空氣斜射入水中或其他介質中時,折射光線向 法線 偏折,即折射角 小于入射角. 4.光線垂直兩介質界面

3、入射時,入射角等于 0 ,折射角等于 0 ,即光的傳播方向 不變 . 鞏固復習 教師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容,并講解布置的作業(yè)(教師可針對性地挑選部分難題講解),加強學生對知識的鞏固. 備課筆記 新課導入 我們平時會發(fā)現(xiàn),把筷子放進裝滿水的杯子時,筷子好像在水面折斷了.這到底是什么緣故呢?今天我們學習光的折射后就可以解釋這種奇怪的現(xiàn)象了. 進 行 新 課 光的折射現(xiàn)象 我們已經(jīng)學習了光的直線傳播現(xiàn)

4、象、反射現(xiàn)象,以及光在反射時所遵循的規(guī)律——光的反射定律.這些現(xiàn)象都是光在同種均勻介質中傳播的現(xiàn)象.那么光從一種介質斜射入另一種介質時又將如何傳播呢? 生1:傳播方向不改變,仍沿直線傳播. 生2:傳播方向要發(fā)生改變. 光從空氣斜射入水中,如果改變方向,是向界面偏折呢?還是向法線偏折? 生1:向界面偏折. 生2:向法線偏折. 上面問題的回答誰對誰錯呢?下面我們用實驗來驗證一下. 教師利用演示實驗讓學生觀察光的折射現(xiàn)象.實驗裝置如圖所示,其中圓形白色屏E(可用2 cm厚木板刷上白油漆制成)邊緣標有均勻刻度,中間開有長方形口,恰好將長方形玻璃容器放進去,容器中裝適量的水,并在水中插有可

5、轉動的白色屏F(樹脂板或塑料板),白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.白色屏E周圍上有一可移動的激光光源S(可用激光棒). 演示1: 使E、F在同一平面上,讓光從空氣斜射向水面. 現(xiàn)象:光從空氣斜射入水中,在空氣中發(fā)生反射,同時在水面處改變方向進入水中,并向法線偏折. 師生共同分析得出結論. 板書: 光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發(fā)生偏折,這種現(xiàn)象叫光的折射. 光的折射規(guī)律 1.有關折射的幾個專用名詞 教師把剛才的光的折射現(xiàn)象在黑板上畫出它的光路圖.從圖中介紹,什么是折射光線和折射角.為了防止學生把折射光線與界面的夾角誤認為折射角,所以,要特別指出,折射角是折射光

6、線與法線的夾角. 備課筆記 知識拓展: 1.當光從一種透明介質斜射入另一種透明介質中時,在兩種介質的分界面上,光線的傳播方向一般要發(fā)生改變.其中一部分光發(fā)生反射,同時還有一部分光進入另一種介質中發(fā)生折射. 2.折射是在光從一種透明介質斜射入另一種透明介質的分界面處發(fā)生的.因為光是在兩種介質中傳播的,所以傳播的速度各不相同. 進 行 新 課 2.光的折射規(guī)律 演示2:使E、F在同一平面上,讓光從空氣斜射向水面,改變?nèi)肷浣?,再做兩? 演示過程要讓學生觀察兩點:

7、 ①光從空氣射入水中,入折角和折射角哪個大? ②隨著入射角的增大(減?。┱凵浣菍⑷绾胃淖?? 現(xiàn)象:①光從空氣斜射入水中,折射角小于入射角. ②折射角隨著入射角的增大 (減?。┒龃螅p?。? 演示3:把白色屏F分別向前、向后折(使E、F不在同一平面上),讓光以某一角度射向水面. 大家能否看到水中的光線? 生:看不見. 師生共同分析得出結論: ①折射光線、入射光線、法線位于同一平面內(nèi). ②折射光線、入射光線位于法線的兩側. 演示4:讓光垂直射向水面. 大家觀察一下進入水中的光線沿什么方向前進? 生:光沿直線傳播,傳播方向不變. 師生共同分析得出結論: 當光線垂直射向

8、介質表面時,傳播方向不改變. 當光線垂直射向介質表面時,入射角和折射角各是多少度? 生:當光線垂直射向介質表面時,入射角為0,折射角也為0. 如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質射入空氣中,光線是否沿原入射光線射出呢? 演示5: ①先讓光由空氣射入水中,記下入射光線、入射點、折射光線的位置. ②再讓光線逆著折射光線方向射入,觀察光線是否逆著原入射光線方向射出. 教師演示,學生觀察后師生共同分析得出結論:在折射時光路是可逆的. 板書: 光的折射規(guī)律: (1)三線共面: 折射光線、入射光線、法線在同一平面上. (2)兩線分居: 折射光線和入射光線分居法線的兩側,且位于不

9、同的兩種介質中. (3)兩角關系: ①光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質中時,折射光線向法線方向偏折,即折射角小于入射角; ②光從水或玻璃等透明物質斜射入空氣中時,折射光線向遠離法線方向偏折,即折射角大于入射角; ③折射角隨入射角的改變而改變:入射角增大時,折射角也增大,入射角減小時,折射角也減小; ④光線垂直射入界面時,傳播方向不變,入射角為零度,折射角為零度,反射角也為零度. (4)在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的. 備課筆記 方法技巧: 口訣記憶“光的折射規(guī)律”:三線共面,法線居中,氣大他?。纯諝庵械慕嵌却笥谄渌橘|中的角度). 知識拓展: 從以下四點理解光的折射規(guī)律

10、 (1)弄清概念.弄清入射點、入射角、折射角、入射光線、折射光線、法線的含義,特別是法線,它既是界面的垂線,又是作圖時畫入射角和折射角的參照標準. (2)折射角隨入射角的增大而增大,但不成正比,敘述時應先說折射角后說入射角. (3)無論光是從空氣斜射入水中或其他介質中,還是光從水或其他介質斜射入空氣中,在空氣中的角總是大于在水或是其他介質(真空除外)中的角. (4)折射光路是可逆的.折射現(xiàn)象中,光線的傳播方向顛倒時,光傳播的路徑是不變的(沿原路返回). 進 行 新 課 【例1】(多媒體展示)如圖所示各光路圖能反映光從玻璃斜射入空氣中的是

11、( ) 解析:按照光的折射規(guī)律判斷.當光從空氣中斜射入玻璃中時,折射角小于入射角,由此可判斷A項錯誤、D項正確.當光線從玻璃中斜射入空氣中時,折射角大于入射角,由此判斷B項錯誤、C項正確,而本題是光從玻璃斜射入空氣中,故正確答案是C. 答案:C 光的折射作圖 1.盛了水的碗,看上去好像變淺了.(池水變淺) 教師引導學生分析:如圖所示,從碗底S點發(fā)出的光線,由水進入空氣時,在水面上會發(fā)生折射,折射角大于入射角,折射光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們反向延長線交點S′發(fā)出來的.S′就是S的虛像,S′比S離水面的距離近.所以,人看上去盛水的碗底好

12、像變淺了. 2.放在杯底剛好看不見的硬幣,加上水又會看得見.(硬幣升高) 教師引導分析:在未加水之前的硬幣S點,射入人眼的這部分光,被杯的邊沿擋住如圖甲所示,射向其他方向的光線,也沒有射進人的眼睛,所以,人眼看不見硬幣.當水加到一定程度時,S點從水射入空氣時,在水面發(fā)生折射,折射角大于入射角,折射光線進入人眼.如圖乙所示,人可以看見硬幣,其實,人看到的只是硬幣的虛像. 【例2】(多媒體展示)如圖1所示, 一激光燈從點S發(fā)出的一束射向水面的光,在界面發(fā)生反射和折射,折射光線經(jīng)過P點,請你在圖中作出入射光線及其相應的反射光線和折射光線. 圖1 解析

13、:作圖時,先連接點S和點P,交水面于A點(虛線),再從P點向水面作垂線,垂足是B,根據(jù)光從空氣射入水中時光的折射規(guī)律(折射角小于入射角)知,入射角O在A點和B點之間的某一處,接下來在A點和B點之間的水面上選一個恰當?shù)娜肷潼cO(O點的選取略),作出入射光線和折射光線,使得入射角大于 備課筆記 知識拓展: 光的折射作圖兩注意: 一是要明確光的傳播方向,即光是由空氣斜射入其他介質還是由其他介質斜射入空氣;二是記住光的折射規(guī)律的核心點,即無論是光由空氣斜射入其他介質還是由其他介質斜射入空氣中,空氣中的角

14、總是大角. 進 行 新 課 折射角,即符合光從空氣進入水中的折射規(guī)律.作反射光線有兩種方法,一種是作出S點關于水面的對稱點S′,連接S′O并延長,延長線即是反射光線;另一種方法是根據(jù)光的反射定律作圖. 答案:如圖2所示. 或 圖2 折射規(guī)律的應用 結合教材P82圖4.4-4,討論有經(jīng)驗的漁夫是如何用魚叉叉魚的? 教師評價、補充:有經(jīng)驗的漁夫只有瞄準魚的下方才能叉到魚的. 【例3】(多媒體展示)如圖所示的漫畫說明了一個什么問題? 解析: 由于光的折射,當水底的光線由水中射入空氣,在水和空氣的交界面發(fā)生折射,游泳者逆著折射光線

15、看到的是水底的虛像,比實際的水底淺,從而發(fā)生溺水事故. 答案:漫畫說明了游泳者所看到的水底實際上是水底發(fā)生折射所成的虛像.由于虛像比實際水底向上發(fā)生了側移,游泳者看到水的深度比水的實際深度要淺,因此游泳者看到的水并不太深,導致誤判從而發(fā)生溺水事故. 教 學 板 書 課 堂 小 結 這一節(jié)課我們首先認識了光的折射現(xiàn)象,光從一種介質斜射向另一種介質時,其傳播方向一般會發(fā)生變化,這種現(xiàn)象就叫光的折射.然后我們通過實驗小結出了光的折射規(guī)律.我們認識的光的折射現(xiàn)象都要遵守光的折射規(guī)律,在光的折射中,同光的反射一樣,光路也是可逆的.其實光的折射現(xiàn)象在我們的生活中有很多,要多

16、觀察并會用光的折射規(guī)律作出合理的解釋.希望各位同學努力學習,改造自然,將我們生活的環(huán)境變得更加美麗! 教 材 習 題 解 答 【教材P83“想想議議”】 在圖中,起初茶碗看起來是空的,但當你慢慢往茶碗中倒水時,就會發(fā)現(xiàn)碗中原來還藏著一枚硬幣.想一想,這是為什么?嘗試著在家里表演這個小魔術,并向其他人解釋. 解:向碗中加水后,根據(jù)光的折射規(guī)律,光由水中斜射入空氣中時,折射角大于入射角,所以

17、進入人眼睛的光線向下彎折,但人總感覺光是沿直線傳播的,所以在進入人眼的折射光線的反向延長線上人會看到硬幣的虛像,這個虛像的位置比硬幣的實際位置高,因此向碗中加水后,能看到硬幣的虛像. 【教材P84“動手動腦學物理”】 1.圖中,哪一幅圖正確地表示了光從空氣進入玻璃中的光路? 解:由光的折射規(guī)律:當光線從空氣斜射入其他介質中時,會向法線方向偏折,同時入射光線和折射光線應居于法線兩側,故應選丙. 2.一束光射向一塊玻璃磚(如圖),并穿過玻璃磚.畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線(注意標出法線). 解:如圖所示. 3.小明在平靜的湖邊看到“云在水中飄,魚在云上游”.請你說一說這

18、一有趣的現(xiàn)象是怎么形成的. 解: 人在岸上看到水中的魚實質上是由于光的折射,魚在水中形成的虛像,水中的白云是由于光的反射而形成的虛像(相當于平面鏡成像). 4.如圖所示,一束光射入杯中,在杯底形成光斑.逐漸往杯中加水,觀察到的光斑將會如何移動? 解:觀察到的光斑將會向右移動. 易錯提示: 注意當光垂直入射到另一種介質中時,傳播方向不變,即折射角和入射角都是0 難 題 解 答 【例4】小宇利用如圖所示裝置

19、將一束光由水中斜射到空氣中,來探究“光的折射規(guī)律”. (1)為了更清晰地觀察水中的光路,可以采用的辦法是 .實驗中, (填“能”或“不能”)看見反射光線. (2)實驗的折射光路如圖所示,可以判定折射角 (填“大于”“小于”或“等于”) 入射角.增大入射角時,折射角 (填“增大”或“減小”). 解析:(1)通過向水中加入墨水(或牛奶等),能看到光傳播的清晰路徑.在界面處發(fā)生折射時,必定也發(fā)射反射,故能看到反射光線.(2)光由水斜射入空氣中時,入射角小于折射角,入射角增大時,折射角也增大

20、. 答案:(1)向水中加墨水(或牛奶等)能(2)大于增大 【例2】將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中,有一束光線垂直射向水面,如圖甲所示,請畫出這束光線在水中傳播最后射出水面的光路圖. 解析:當光垂直射到水面上時,傳播方向不變.射到平面鏡上時,光的傳播遵循光的反射定律.當光從水中斜射入空氣中時,折射角大于入射角. 答案:如圖乙所示. 知識拓展: 由于大氣是不均勻的,早晨,當太陽還在地平線以下時,太陽發(fā)出的光在不均勻的大氣層中發(fā)生了折射,所以我們逆著折射光線看去,就看見了太陽升高了的虛像,

21、好像太陽已經(jīng)升起來了.夏天海面附近的溫度比高空低,空氣由于熱脹冷縮,上層的空氣就比海面附近的空氣稀疏,遠處物體反射的太陽光,在射向空氣的過程中發(fā)生折射,逐漸向地面彎曲,進入觀察者眼中,逆著光線方向望去,就覺得像海面上空的物體射來的一樣.這就是美麗的“海市蜃樓”現(xiàn)象. 布置作業(yè):教師引導學生課后完成本課時對應練習,并預習下一課時內(nèi)容. 教 學 反 思 1.與光的直線傳播和光的反射相比,學生對光的折射的生活積累和感性認識要少得多,“叉魚”、“看彩虹”不要說是城鎮(zhèn)學生,連鄉(xiāng)村學生見過的也不多,“折射斷筷”在小

22、學看見老師做過,“海市蜃樓”少數(shù)學生從一些媒體上有所耳聞,因此在折射現(xiàn)象的呈現(xiàn)環(huán)節(jié)必須充分、直觀,以引起學生的好奇心,激發(fā)探究的欲望. 2.在理解光的折射規(guī)律時,不必死記硬背,關于折射角和入射角的大小關系,可以先記光從空氣斜射入水或其他介質中時,折射角小于入射角,再根據(jù)光路可逆,光從水或其他介質斜射入空氣中時,折射角大于入射角. 3.由于學生學習物理的時間不長,動手實驗有一定的模仿性,在這一階段需做必要的演示.有光的反射探究的經(jīng)驗,只要引導學生處理好光路的可視化問題,折射規(guī)律的探究操作就不困難了;由于學生的視角遠不同于老師,在實驗歸納環(huán)節(jié)可能會糾纏于某些枝節(jié)或偏重于某一方面得不出完整的結論

23、,所以在這里采用了類比法,以光的反射規(guī)律為比照來歸納光的折射規(guī)律,同時用多媒體展示臺加強交流和評估,力爭讓所有學生都能獲得正確完整的實驗方案和結論,以利于規(guī)律運用環(huán)節(jié)的教學和后續(xù)學習. 4.光折射的可逆性探究是本節(jié)的難點之一,學生對可逆的概念理解不到位,逆向思維能力有待培養(yǎng),影響實驗的設計和操作,實驗既要探究可逆性,又要促進學生對可逆性的理解,有必要引導學生用兩點定線法標注折射光線和入射光線,引導學生找到合適的位置逆向入射.改變角度反復做幾次,這樣可以實現(xiàn)實驗的雙重目的,又不必花費大量的時間,分散學生的注意力. 教學過程中老師的疑問: 教師點評和總結 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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