光的折射.docx
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光的折射
《光的折射》教学
【教学目标】
★知识与技能
·了解光的折射现象。
·知道光从空气射入水或其他介质中的偏折规律。
·了解光在发生折射时，光路的可逆性。
★过程和方法
·通过实验观察，认识折射现象。
·体验由折射引起的错觉。
★情感态度价值观
初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近感。
【教学过程设计】
★新课引入
1．学生实验：
“折射断筷”。
学生观察后叙述实验现象。
（从生活中发现问题）
2．小游戏：
碗中放入一枚硬币，调整眼睛到刚好看不见硬币的位置，另一同学向碗中缓慢倒入水，当水升到一定高度时，观察现象？
（激发学生兴趣）
3．提问：
上述现象是怎样引起的？
能否用以前学的知识解释？
（学生思考后，感到知识不足，引起求知欲）
4．板书课题：
光的折射
★新课教学
一、光的折射现象
1．猜想什么条件下，会发生光的折射？
（留给学生思考时间并让学生充分发表看法）
2．自选器材分组实验，验证猜想。
（提供激光手电筒、方形玻璃砖、香、火柴、盛水烧杯、纸盖）
3．交流实验过程及观察到的现象。
（学生体验实验过程，感受猜想正确的愉悦）
4．学生归纳“什么叫光的折射”。
（①学生叙述中若没注意“斜射”条件，可以让其他学生补充，教师不必提示；②锻炼学生的概括能力。
）
二、探究光的折射规律
探究1（屏显）：
光从空气斜射入水（玻璃）中，折射光线向界面偏折，还是向法线偏折，如图1。
（进一步激发求知欲，明确探究目的）
1．学生猜想，并在黑板上画出自己猜想的折射光线的位置。
（学生可能的猜想如图2）
2．讨论猜想的合理性。
3．小组设计实验方案并交流，确定可行方案。
4．进行实验收集证据。
（要求画图记录下观察到的光进入水（玻璃）中的传播途径）
5．交流实验结果
①每个组各得到什么结论？
②不同组的结论是否相同？
6．用语言表达探究1的结果。
教师屏显：
结论1：
光从空气中斜射入水或其他介质时，折射光线向法线偏折（折射角小于入射角）。
探究2（屏显）：
多改变几次入射光的方向，你还会发现什么规律？
1．分组实验，收集证据。
（要求仔细观察对比现象，画出观察结果）
2．组内对观察结果比较分析。
3．交流，①如何定义折射角？
②折射角随入射角的增大如何变化？
③当光垂直入射时，光的传播方向如何？
（教师适时表扬表现好的组并屏显结论2：
折射角随入射角的增大而增大。
结论3：
光垂直入射时光的传播方向不变）
4．（激疑）“折射断筷”、“水中硬币升高”都是光的折射现象，能否用刚才得到的结论解释呢？
（学生讨论后产生了新的疑问：
刚才的结论是光从空气进入水中的折射规律而“折射断筷”、“硬币升高”是光从水射入空气中形成的）
探究3（屏显）：
光从水（玻璃）斜射入空气中，折射光线向法线还是界面偏折？
如图3。
1．学生猜想并画出图表达自己的想法。
2．讨论交流：
师投影学生做图的情况
②作这个猜想时，你做了什么样的假设。
（学生能从光反射时光路可逆，联想到光的折射时光路也是可逆的）
实验验证：
①教师演示光从空气斜射半圆形玻璃砖，如图4；②哪位同学能帮助老师逆着折射光射入另一束光，让同学们观察光在空气中的传播途径呢？
（学生们跃跃欲试、兴趣很高）
③学生观察到光从玻璃中射入空气中的光与原入射光重合。
④教师要求学生把观察到的现象画到黑板上。
⑤屏显：
结论4：
光在折射时，光路是可逆的。
结论5：
光从空气或其它介质斜射入空气中，折射光线远离法线偏折（折射角大于入射角）。
三、折射规律的应用
1．体验“叉鱼”
制作鱼模型并固定于方型水槽中，用直铁丝作鱼叉，对准看到的鱼下叉，看谁能叉准，并让该同学说出叉准鱼的“奥妙”是什么？
（进一步激发学生的热情，体验成功的喜悦）
2．利用动画讲解“鱼的虚像形成的原因”。
3．学生讨论“折射断筷”、“硬币升高”的原因。
4．分组实验：
观察玻璃砖后的钢笔“错位”。
（让学生再次体验折射使眼睛产生的错觉）
5．折射现象不仅会使眼睛“受骗”，有时还会产生一些很美的奇观。
（播放“海市蜃楼”、2001年北京天空出现的“三日同辉”的影像资料）
四、交流评估
1．通过今天学习，有哪些收获？
（从知识、能力、研究方法、对折射现象的感受、成功经验、失败教训等多方面谈一下）
2．光射到空气和水（玻璃）的界面上，反射和折射同时发生吗？
光的反射和折射有哪些异同？
★布置作业
1．写一篇关于《光的折射》的小论文。
2．阅读课本30页的“全反射”了解它在光纤中的作用。
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《光的折射》教学设计
【设计思路】
在本节课的教学中，我把本节课改为探究实验，自认为这样做有以下四点好处：
1．更有利于学生对折射规律的理解和掌握；2．培养学生的分析归纳能力，也让他们感受到观察在物理实验中的重要性，为今后的学习打下良好的基础。
3．让学生真正应用自主、合作探究的方法进行研究、学习（学生可能会发现一些书本上没有提到的规律，这有助于学生的创新意识的培养），而不是单纯为了让学生掌握探究的方法而探究；4．既让学生知道如何开展实验探究，又让学生体验物理探究的乐趣和成功的喜悦，从而激发学生强烈的求知欲望。
【教学目标】
一、知识与技能
1．了解光的折射现象。
2．探究并了解光从空气射入水中或其他介质时的偏折规律。
3．了解光在发生折射时，光路的可逆性。
二、过程与方法
1．通过实验观察、认识折射现象，培养学生初步观察的能力。
2．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。
三、情感态度与价值观
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、亲近的感觉。
【教学重点】
1．探究并了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
2．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。
【教学难点】
1．了解光在发生折射时，光路的可逆性。
2．解释有关光的折射现象。
【教法】
实验为主的探究式教学、讨论式教学。
【教具和媒体】
玻璃砖、激光笔、水槽、水、圆表盘、碗两只、硬币、实物投影仪、多媒体计算机
【教学过程】
教师活动
学生活动
备注
一、引入
演示魔术：
空碗出财宝（放在杯底刚好看不见的硬币，加上水后又会看得见。
）
组织学生活动：
叉鱼比赛。
师：
同学们对以上的现象一定很好奇，那么我们一起通过这节课“光的折射”的探究，就可以揭开它们的神秘面纱了。
学生活动：
叉鱼比赛
通过生动有趣的活动达到激发学生学习兴趣的目的。
二、新课进行
（一）光的折射现象
探究1：
观察光从空气射入水中的传播路径，并把你看到的现象画出来。
引导学生进行猜想。
指导学生设计实验所需器材和方案。
巡视分组实验（要求画图记录下观察到的光进入水中的传播途径）
引导交流实验结果。
学生可以看到光的偏折现象，告诉学生，这就是光的折射现象，若换成其他介质光也会发生偏折吗？
指导由学生演示光从空气斜射半圆形玻璃砖，从而引出折射现象的定义。
师总结：
光的折射现象定义。
（二）探究2：
光的折射规律
采用类比法，结合光的反射规律来探究光的折射规律需研究哪些方面。
引导学生回忆光的反射规律，并讨论光的折射需从哪些方面进行研究。
指导学生用手边的仪器，边做实验边归纳光的折射规律。
（三）眼睛受骗
解释魔术“空碗出财宝”（配合播放光路图）引导学生利用所学的知识加以回答，最后强调看见的硬币是硬币的像。
引导学生解释刚才在叉鱼比赛中，为什么同学总是把叉子叉在鱼的上方。
（配合播放光路图）
教师提问：
有的同学喜欢游泳，看水只有齐腰深，可到水中就不止了，这是什么原因。
师：
同学们学了光的折射知识后，要懂得应用到生活中，在游泳时要特别注意安全。
教师提问：
你见过海市蜃楼吗？
你知道海市蜃楼是怎样产生的吗？
教师总结：
我们已经知道，光是沿直线传播的，其实严格地说，光只是在均匀的介质中才沿直线传播，如果介质疏密不均，光线就不会沿直线传播而会发生折射。
海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象。
（配合播放电脑中的图片和两段录像）
学生猜想，并在黑板上画出自己猜想的传播路径。
设计实验所需器材和方案。
分组实验，收集证据。
交流实验结果。
学生演示光从空气斜射半圆形玻璃砖的实验。
学生回忆光的反射规律，并讨论光的折射需从哪些方面进行研究。
学生用手边的仪器，边做实验边归纳光的折射规律。
在教师引导下，学生利用所学知识揭秘“空碗出财宝”的魔术。
由学生解释刚才在叉鱼比赛中，为什么同学们总是把叉子叉在鱼的上方。
学生回答：
“为何有的同学看水只有齐腰深，可到水中就不止了”这一现象。
让学生发表对海市蜃楼的看法。
最大限度的通过实验观察与思考，达到探究的目的。
通过类比法来研究新规律，丰富学生的学习方法与手段。
让学生把所学知识回归于生活，服务于生活，感受物理这门学科的魅力之一所在。
三、小结
师：
通过今天的学习，有哪些收获？
（结合板书）
学生谈本节课的收获与体会
四、练习
教师发练习题，并反馈结果。
学生练习
五、布置作业
P48动手动脑学物理1～4
《光的折射》教学设计
四川省丹巴县中学校 潘广银
【教学目标】
1．知识与技能
A．了解光的折射现象。
B．了解光从空气射入水中或其他介质中时的偏折规律。
C．了解光在发生折射时，光路的可逆性。
2．过程与方法
A．通过观察，认识折射现象。
B．体验由折射引起的错觉。
3．情感态度与价值观
初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。
【教学重点】
折射规律的探究。
【教学难点】
折射规律及其应用。
【教学用具】
小平面镜、白纸、光盘、清水、大烧杯、铅笔、折射规律探究装置。
【教学过程】
一、新课引入
通过用身边的物品创设问题情境，激发学生对物理知识学习的兴趣，使学生乐于进行探究。
情境1：
教师分别将小平面镜、白纸、光盘的正面在教室里从各个不同的方向向同学们展示，让同学们发现这些物体表面“反光”有什么不同，从而激发学生的思维。
现象1：
小平面镜、白纸的正面无论从什么方向看反射的都是白色的光，在一些方位上能从平面镜中看到教室内的一些物体或人的像；光盘的正面在某些地方看起来是彩色的，在有些方位也能看到教室内的一些物体或人的像（如图1所示）。
情景2：
学生在装有清水的大烧杯中竖放或斜放铅笔，分别从杯子的上方俯视和从侧面正视铅笔，启发学生作进一步的思考。
现象2：
若将铅笔沿竖直方向插入水中，学生从杯子的上方竖直向下观察，将看不到铅笔的变化，若从侧面正视则有两种可能：
一种是水中部分变粗，铅笔没有被弯折的现象；一种是不仅水中部分变粗，而且水中部分与水上部分好像在水面处折断了。
若将铅笔斜插到杯子的底部，学生从无论从水面上方向下观察还是从侧面正视都将看到：
不仅水中部分变粗了，而且水中部分的铅笔在水面处发生了弯折（如果侧面观察时铅笔与视线在同一平面内，铅笔的水中部分将变粗，却没有被弯折的现象。
如图2所示）。
通过观察，同学们发现这些现象无法完全用前面学习的光学知识来解释，使得他们在观察之后会自然而然地提出问题，从而引入要学习的课题──光的折射。
二、实验探究
（1）折射现象
教师演示课本图2．4-1所示的折射现象，并介绍实验装置（光源，水槽，水等），然后解释什么是折射现象：
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫折射。
（2）探究规律
教师：
光线以不同的入射角射到水面上，进入水中的光线将沿什么方向传播？
如果改变方向，是向界面偏折呢，还是向法线偏折？
在引起了学生的观察兴趣，明确观察目的和观察对象后，先向学生介绍几个基本概念（一点、二角、三线，如图3所示）。
A．入射光线：
AO。
B．入射（折射）点O：
入射（折射）光线与界面的交点。
C．折射光线：
OB。
D．法线：
：
过O点与界面垂直的线NN′。
e、入射角∠i：
入射光线与法线的夹角。
f、折射角∠β：
折射光线与法线的夹角
在进行探究实验时分两种情况进行：
1．光从空气斜射入水中的情况
实验过程中，应至少三次改变入射光线的方向，每次都向学生说明入射光线怎样了，然后让学生注意观察水中折射光线的方向，并根据观察进行记录（将数据填入表1中），检查自己的猜想是否正确；垂直入射时折射光线方向不改变这一特例也要演示给学生看。
表1：
光从空气中斜射入水中的情况
次数
入射光线入射情况
折射光线偏折情况
1
入射角为i
2
增大入射角
3
减小入射角
4
垂直于界面入射
2．光从水中斜射入空气的情况
实验过程与上面的相同，让同学们将数据填入表2中，并检查自己的猜想是否正确。
表2：
光从水中斜射入空气的情况
次数
入射光线入射情况
折射光线偏折情况
1
入射角为β
2
增大入射角
3
减小入射角
4
垂直于界面入射
（3）归纳总结
演示完毕，让学生根据实验中观察到的情况，总结出折射规律：
光从空气斜射入水中时，折射光线向法线方向偏折（折射角小于入射角）；光从水中斜射入空气时，折射光线向远离法线方向偏折（折射角大于入射角）
三、光路可逆
通过前面的学习，我们已经知道光沿直线传播时光路是可逆的。
关于折射光路的可逆性，不能简单地进行“推导”，可以让同学们先根据前面的实验进行猜想，并用光路图把自己的猜想表达出来，然后由学生代表进行演示（教师进行指导、强调）：
先让光由空气射入水中，记下入射光线、入射点、折射光线的位置，再让光线逆着折射光线方向射入，让学生观察光线是否逆着原入射光线方向射出。
让学生把观察到的现象用光路图来描述，从而得出光在折射时光路是可逆性。
四、课堂小结
虽然课堂中只做了光从空气斜射入水中以及光从水中斜射入空气的实验，却并不影响告诉同学们光在其他不同介质界面发生偏折的情况，从而对本节课进行小结：
1．光从空气斜射入水中或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水中或其他介质斜射入空气时，折射光线向远离法线方向偏折。
2．光在折射时，光路是可逆的。
五、尝试答疑
在学习了折射的有关知识后，让同学们自己尝试解释课本中的几种现象，教师进行必要的讲解、说明；课前引入的两个例子，由教师进行必要的说明就行。
（1）解释课本中叉鱼和钢笔“错位”的问题，可以在教室里边进行实验边解释。
由于条件限制，“鱼”、“叉”要弄细一些，“叉鱼”时要让同学们凭“感觉”去做，不能“一叉到底”；观察钢笔“错位”时，学生的视线不要垂直于玻璃砖的水平面，而要成一定的角度。
通过实验，让同学们在实践中体验光的折射现象，使他们相信折射真的能产生错觉。
（2）在解释池底变浅时，要强调人看到池底，是因为从池底射出的光进入了人的眼睛。
可以利用前面学过的光从水中射入空气时的规律，画出从池底某点A发出的两条光线射入空气中的折射情况（如图4所示），眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点A′射来的。
虚像A′的位置在A之上。
眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来池底升高，池水变浅了。
从水中看岸上的物体则正好相反。
六、阅读提高
指导学生阅读课后“科学世界──海市蜃楼”相关内容，明白光的折射所带来的奇妙的自然景观，是大自然给予人类的财富，强调学习、研究自然科学的重要意义。
最后要明确指出：
光只有在同一种均匀物质中才是沿直线传播的，从而完善光的直线传播概念。
七、课堂练习
1．如图5所示，一条光线从水中射入空气。
请问，哪条光线可能是折射光线？
2．在夏天晴朗的夜晚，天空中总会有许多的星星眨着眼，好像在跟我们暗示什么。
请问：
这些闪烁不定的星光是由于星光通过疏密不同的空气产生了 （选填“反射”“折射”“漫反射”“反射和折射”“散射”）。
3．如果你是潜水高手，当你从水中用肉眼看岸上的房屋时，你看到的“房屋”将比真实的房屋 （填“高”或“矮”）。
4．如图6所示，一束光线在空气和水两种介质的界面上同时发生了反射和折射现象。
请你根据所学的光学知识，在图中标出入射光线、反射光线和折射光线的方向，并标出界面的位置及空气和水在界面的哪一方。
八、课后作业
1．课本“动手动脑学物理”2、4。
2．收集有关光现象的其他信息。
九、板书设计
《光的折射》教学设计
山东威海新都中学 杨龙飞
一、教学目标
1．知识与技能
⑴了解光的折射现象。
⑵了解光从空气斜射入水中或其他介质中时的偏折规律。
⑶了解光在发生折射时，光路的可逆性。
2．过程与方法
⑴通过观察，认识折射现象。
⑵体验由折射引起的错觉。
⑶让学生亲历探究“光从空气斜射入水”的实验，学会用科学探究的方法解决有关物理问题。
3．情感、态度与价值观
⑴培养学生实事求是的科学态度
⑵初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱、亲近的情感。
二、教学重点及难点
重点：
探究光的折射规律。
难点：
能灵活运用所学知识解释实际生活中简单的折射现象。
三、教学方法
实验探究法及讲授法。
四、实验器材
激光光源、水槽（装有少量牛奶或豆浆的水）、玻璃砖、水、碗、筷子、钢笔、硬币、玻璃杯、鱼叉、盛有鱼的水盆。
五、教学过程设计
1．创设情景，引入课题
[学生实验]
⑴请学生们透过玻璃砖看自己的手指，并注意调换观察的角度，看一下，发生了什么现象？
也可以用铅笔，或其它物品代替手指进行观察。
观察结果：
视线越斜，错位越显著，如果视线垂直于玻璃砖的侧面则没有发生错位。
⑵再将筷子斜放在碗中，同学们从侧面观察，并分别谈谈观察到的现象。
观察结果：
水中的筷子向上弯折。
[引入课题]
通过实验现象，提出问题：
为什么会发生这种现象？
光的直线传播以及光的反射定律，都是光在同种均匀介质中沿直线传播的现象。
那么，光从空气进入水或玻璃中时，光是如何传播的呢？
这就是本节课我们要探究的内容──光的折射。
（用小实验导入新课，既符合学生好动、好奇的特点，又能引导学生善于观察身边的物理现象，体现从生活走进物理等。
）
2．探究光的折射规律
[探究1]
提出问题：
光从空气进入水或玻璃中时，光线是如何传播的？
并把自己的猜想用图表示出来。
猜想：
（引起学生的观察兴趣，明确观察目的和观察对象。
）
验证猜想的方法：
实验探究法
实验设计：
学生交流实验方案，选择实验器材（激光光源、水、装有少量牛奶或豆浆的水槽）等。
进行实验，收集证据：
学生动手实验，做好实验记录。
分析论证，得出结论：
教师结合图，介绍以下名词：
入射光线，法线，折射光线，入射角I、折射角r。
学生小组讨论，组间交流，总结结论。
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫做光的折射。
光从空气中斜射入水或玻璃等透明物质中时，折射光线向法线方向偏折，即折射角小于入射角。
（把教材的演示实验变为教师引导的学生实验，更有利于培养学生的探究能力，调动学生学习的积极性）
[探究2]
提出问题：
回顾光的反射规律及研究的方法，根据刚才的实验，大家猜测一下，光的折射可能遵守哪些规律？
猜想并说明猜想的依据：
（使学生学会科学的猜想，同时又能培养学生发现问题及分析问题的能力。
）
实验探究：
（学生按照前面的方法实验探究，教师巡查、指导、答疑，并时而指点操作不正确的学生，时而参与到学生的实验操作之中。
大约10分钟后，许多学生画出了光路图，并整理得出实验结论，学生实验操作基本完毕。
）
实验交流：
光从水或玻璃等透明物质斜射入空气中时，折射光线远离法线，即折射角大于入射角。
（有的学生发现光路可逆、入射光线与折射光线分居在法线的两侧、入射光线靠拢法线，折射光线也靠拢法线等，教师要鼓励学生善于思考、仔细观察，告诉学生折射也有定律，你们已经发现了折射定律中的许多内容，有兴趣的同学课后可继续探究。
考虑到学生的实际情况，分层对待学生，对学有余力的学生设计有弹性的内容。
）
3．实践应用，思维拓展
⑴我们到海边玩时经常会遇到这种情况，看起来不过齐腰深的海水，当我们踏进时却没过胸部，使我们惊慌失措。
为什么会出现海水看起来比实际的浅的现象呢？
（在解释“眼睛受骗──池底变浅”时，要强调人看到池底，是从池底射出的光进到了眼睛。
对于学有余力的同学可以利用前面讲过的光从水中射入空气时的规律，画出从池底某点A发出的靠近法线的两条光线射入空气中的折射情况，使学生看到这些折射光线不能相交，但是它们的反向延长线相交，眼睛逆着折射光线看去，觉得折射光线好像是从交点射来的。
再跟平面镜成虚像的情况对比，说明眼睛看到的是A点的虚像，虚像A′的位置在A之上。
眼睛看到的池底各点都如此，所以看起来池底升高，池水变浅了。
用光的折射解释现象对初中学生比较困难，因此只要求学生能听懂教师的讲解，知道这些现象是由于光的折射造成的。
不必要求所有学生都能够自己独立地进行解释。
）
⑵实验：
在碗中放一枚硬币，组内成员调整自己的位置，使眼睛刚刚看不到硬币，然后保持眼睛和碗的位置不变，一位同学慢慢向杯中倒水，随着水面的升高，观察到什么现象。
了解硬币“升高”，筷子“弯折”的道理。
（通过合作交流，了解常见的折射现象，使学生切实地感受到物理知识有用、有趣。
）
⑶叉鱼问题有趣，同学们可以试一试。
钢笔“错位”问题，实际做一做。
（体验由折射引起的错觉，使学生在做中学，学中做，更好地完成教学目标）
4．合作交流，自我评
升级会员 