光的折射
教学目的:
1. 知道什么是现象及入射光线、折射光线、法线、入射和折射角
2. 知道光从空气斜射入水、其他介质中及光从水、其他介质斜射入空气中的折射情况
3. 知道折射现象中光路是可逆的。
4. 能用解释生活中的一些简单现象。
教学重点:
1. 规律;
2. 作光折射的光路图。
教学用具:
光具盘、平行光源(调压器不能放得太矮便于掌握)、玻璃水槽、水彩笔、多媒体课件、多媒体设备,实物展示台、碗筷(每人1个)、水
教学过程 :
一. 引入新课
“同学们,我们一起来做一个小实验,好不好?请大家将准备好的碗放在桌面上,看着碗底,将水倒入碗中,碗的深度有什么变化?再将你桌上的筷子象我这样斜插入盛水的碗中,注意从侧面观察筷子在水面处发生了什么变化?”
①.学生实验
盛了水的碗看上去变浅了,插入水中的筷子好像变弯了。
“这是为什么呢? 要弄清楚这些问题,就请大家和我一起来学习这一节课 ——。”
板书课题。
二. 新授
1. 现象
“下面请同学们观察两个实验。”
演示实验一:光在空气中传播,光从空气斜射入玻璃中。
“请同学们注意观察,光在什么中传播?其传播方向是否发生变化?”
多媒体出示问题:光在什么中传播?其传播方向是否发生变化?
学生回答。
“请同学们注意观察,光从什么射入什么?其传播方向是否发生变化?”
多媒体出示问题:光从什么射入什么?其传播方向是否发生变化?
学生回答。
演示实验二:光从空气斜射入水中。
“再请同学们再注意观察,光又从什么射入什么?其传播方向是否发生变化?”
多媒体出示问题:光又从什么射入什么?其传播方向是否发生变化?
学生回答。
教师小结:“通过这两个实验现象,说明光在同一种介质中传播时,传播方向不发生变化,光从一种介质射入另一种介质时,其传播方向一般会怎样?”
学生回答。
“对,会发生变化”
“象这些光从一种介质射入另一种介质传播方向发生变化的现象叫做。”
学生看多媒体识记概念,教师板书:[1.现象:
光从一种介质射入另一种介质时,其传播方向一般会发生变化,这种现象叫做”。]
2. 规律
“下面我们把刚才的折射现象画在黑板上。
我用一条直线表示空气和玻璃的分界面,上面是空气,下面是玻璃。”
① 把刚才现象在黑板上画出光路图;
回顾入射光线、法线和入射角。
“请同学们回顾一下入射光线、法线和入射角。”
入射光线
i 入射角
空气
玻璃
r 折射角
折射光线
从图中介绍什么是折射光线和折射角。
“这一条从分界面射入玻璃的光线叫折射光线,折射光线与法线的夹角叫折射角,用r表示。”
利用多媒体强调:折射角是折射光线与法线的夹角。
“这个折射光路图中的折射角为多少度?请大家不要错误的认为是90度,因为折射角是折射光线与法线的夹角,看图中的折射角现在正逐渐减小,最后减小到了0度。”
② 演示实验三:光从空气斜射入玻璃中;
“请同学们在光具盘上找出分界面、法线、入射光线、折射光线、入射角和折射角。”
老师指出,学生确认。
“下面让我们进一步来观察实验一,思考屏幕上的问题。”
a.学生观察入射角与折射角的大小关系。
b.改变光从空气射入玻璃中的入射角的大小,再观察折射角的变化和变化后的大小。
c.垂直入射时,观察光线方向是否改变
学生思考下列问题(多媒体显示):
“a.入射光线、法线、折射光线是否在同一平面内,入射光线、折射光线是在法线的同侧还是分居在它的两侧?
b.折射光线是偏向还是偏离法线?入射角与折射角的大小关系是怎样的?
c.入射角增大后,折射角是否随着增大?入射角减小后呢?
d.当入射角改变后,折射角与入射角的大小关系是否改变?折射光线向哪边偏折?
e.垂直入射时,光的传播方向是否改变?”
③ 通过上述实验现象回答。
“大家观察得非常仔细,也回答得非常正确。请一位同学把我们刚才回答的问题综合一下,完成黑板上的填空。”
小黑板:
[2.规律:
光从空气斜入水或其它介质中时,_______光线与______光线、_______在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线______;折射角_____入射角;入射角增大时,折射角也随着_______;光线垂直射向介质表面时,传播方向_________。(填“改变”或“不改变”)]
教师揭示:“请一位同学大声的把这段话读一遍,这就是规律。”
学生识记:“请同学们再把规律读一遍”
④ 学生猜想:(多媒体演示猜想的三种可能)
“请同学们看屏幕上的这个光路图是否正确?现在发挥同学们的聪明才智,请大家猜想一下:
如果让入射光线逆着原来折射光线的方向入射,现在的折射光线将怎样射出?”
⑤ 演示实验五:光从玻璃射入空气中。
“为了证实大家的猜想,我们再来做一个实验。”
“请一位同学用笔在入射光线和折射光线的位置分别做上一个标记。
现在我让入射光线逆着原来折射光线的方向入射,请同学观察现在折射光线的位置。”
提问:“你观察到了什么?你猜对了吗?请大家通过屏幕上的两个光路图对比,说明折射光路具有什么性质?”
学生观察现象并得出结论:折射光路具有可逆性。
板书:[折射光路具有可逆性。]
⑥ 小结光从玻璃或水中射入空气的情况:
“不知同学们注意没有,我觉得刚才我们所学习的规律有点美中不足,它只总结了光空气射入水、玻璃等其它介质中的情况,没有介绍光从水中、玻璃等其它介质射入空气的情况。下面我们结合实验现象把它补充完整,光从水、玻璃等其它介质射入空气时……折射角大于入射角,折射光线偏离法线。
学生自已小结,教师板书光路图。
学生回答。
⑦ 学生练习:
“请同学们根据规律完成下列光路图。”
完成下列光路图:
空气 空气
玻璃 玻璃
多媒体演示画图过程。
“首先通过入射点作一条垂直于界面的虚线即法线,因为光从空气斜射入水中,折射角小于入射角,所以折射光线的方向应偏向法线。”
“同样首先通过入射点作一条垂直于界面的虚线即法线,因为光从玻璃斜射入空气中,折射角大于入射角,所以折射光线的方向应偏离法线。”
3. 规律的应用
① 回到引入新课的实验现象。
“同学们,还记得上课前我们做的那个小实验吗?现在我们就利用刚才所学的知识来解释碗变浅和筷子变弯的原因。”
多媒体演示:碗变浅的原因。
“从碗底S点射向空气的光线,在水面处发生了折射,折射角大于入射角,折射光线偏离法线,眼晴逆着折射光线看去,觉得好像是从S1射来的,眼睛看到的是S点的虚像S1,S1在S的上方,所以看起来碗底升高,碗变浅了。”
“你明白了吗?请你解释给你的同桌听一听。”
请学生回答。
“哪么插入水中的筷子变弯又是怎样一回事呢?”
学生看演示并讨论。
学生回答:筷子变弯的原因。
② 学生看书:看眼睛受骗这一框。
“下面请同学们把眼睛受骗这一框自已看一下。”
板书:[3.眼睛受骗]
“眼睛受骗是什么原因造成的?刚才我们所解释的两个例子是否属于眼睛受骗现象?”
学生回答。
学生练习:运用本课所学知识,动手操作:如何看见桶底物体。
“学习了眼睛受骗,我来考考你。我有一样东西放在了这个桶里,你们看得见吗?谁能用我们这一节课所学知识来让大家都能看清我桶里的东西。不能移动我的桶和这个摄像头。”
三. 小结
“这一节课我们学习了‘’,我们一起来回顾学习了哪些新知识。”
“我们首先认识了现象,光从一种介质射入另一种介质时,其传播方向一般会发生变化,这种现象就叫。”
“然后我们通过实验小结出了规律。光从……”
“我们认识的现象都要遵守规律。”
四.作业
见油印资料。
订正作业 。
五.结束
“同学们,其实现象在我们的生活中很多,如:由于大气层是不均匀的,早晨,当太阳还在地平线以下时,太阳发出的光在不均匀的大气层中发生了折射,所以我们逆着折射光线看去,就看见了太阳升高了的虚像,好象太阳已经升起来了。又例如:夏天海面附近的温度比高空低,空气由于热胀冷缩,上层的空气就比海面附近的空气稀疏,远处物体反射的太阳光,在射向空气的过程中发生折射,逐渐向地面弯曲,进入观察者眼中,逆着光线方望去,就觉得海面上空的物体射来的一样。这就是美丽的海市蜃楼现象。希望各位同学努力学习,改造自然,将我们生活的环境变得更加美丽!”