高二物理选修34第十三章131光的反射与折射教案.docx
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高二物理选修34第十三章131光的反射与折射教案
课题：
光的反射与折射
人教版3-4第十三章第一节
教学目标
1、知识与技能
（1）知道光在反射与折射时光路是可逆的，并能解释与处理相关的问题;
（2）掌握光的反射定律与折射定律；知道折射率（指绝对折射率）的定义及其与光速的关系，并能用来进行计算．
2、过程与方法
通过实验、讨论及教师的引导，理解折射定律、并知道折射光路是可逆的，并能解释光现象和计算有关的问题；经历测定玻璃折射率的实验，体会其中蕴含的实验方法．
3、情感态度与价值观
通过生活中大量的折射现象的分析，激发学生学习物理知识的热情，并正确认识生活中的自然现象，树立正确的世界观．
重点：
光的折射定律、折射率
难点：
如何利用折射定律，折射率与光速的关系，以及光路可逆的知识解决相关问题
教法：
实验探究法、列表分析法、小组讨论法等
教具：
激光演示仪、光的折射演示器、半圆柱透明玻璃砖、三角函数表、白纸、木板、大头针、图钉、三角板、多媒体等
课型：
新授课
学案
教师活动
（含学法指导）
学生
活动
设计
意图
一、复习回顾引入新课
（一）光的反射和折射
观察并回答：
一部光，还有一部分光会，但传播方向与入射光的传播方向相比，发生．
光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫．另一部分光会进入第2种介质的现象，叫做．
（二）光的反射定律：
1、反射光线、入射光线、法线在．反射光线，入射光线在法线；
2、反射角入射角．
在反射现象中，光路是的．
1、检查评价学生课前预习效果；
2、实验演示光在两种介质界面上传播时发生的现象，引入对光的折射现象的研究．
1、学生课前预习，完成学案中的复习回顾部分；
2、复习光的反射定律及反射光路可逆知识；
1、有效的预习有利于课堂的高效学习．
2、使学生明确课标要求以及本节课堂教学的步骤和内容，从而有效地参与课堂学习，体现主体作用．
二、新课教学
（一）光的折射定律
将演示实验获得的数据填入下表．
投影展示让光线从空气射入某种玻璃的实验过程中一组实验数据，让学生进行计算（借助三角函数表与计算器）．
入射角i（°）
折射角r（°）
i/r
sini/sinr
10
20
30
40
50
60
70
80
通过分析表中数据可以得出结论：
折射光线跟入射光线和法线在，折射光线和入射光线分别位于法线两侧；
入射角的正弦跟折射角的正弦成．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．
在折射现象中，光路是的．
进行入射角和折射角关系的实验研究，测定八组，记录实验数据，通过对比i/r和sini/sinr，概括分析角度关系，从而使学生在头脑中建立对折射定律的认识．
1、学生边观察边思考
2、认真分析表格中的数据，把
与
进行对比，找到i、r的定量关系．
学生在初中对于反射的了解已经非常到位了，但对于折射，还只是知道了一些定性的规律．通过本节课的实验探究确定折射角和入射角的定量关系．
（二）折射率
1、物理意义：
折射率是一个反映的物理量．折射率n越大，光线偏折越．
2、折射率的定义：
光从真空射入某种介质发生折射时，与的比值n，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率．
3、材料折射率的存在，不仅可以改变光的传播方向，还能改变光的传播速度．光在介质中的传播速度v和真空中的光速c、材料n之间有以下关系．
（二）折射率
1、通过前面的实验探究，帮助学生建立折射率的概念；
2、介绍绝对折射率和相对折射率，让学生体会折射率具有相对性．
1、体会折射率是一个反映介质光学性质的物理量，了解绝对折射率和相对折射率；
2、参阅课本P46表1，了解几种介质的折射率，体会材料折射率的存在，不仅可以改变光的传播方向，还能改变光的传播速度．
折射率n反映了介质的一种光学性质，是本节课的重点，也是难点．此概念的建立是在前面实验的基础上，不论i、r怎么变化，而
是个定值，它反映了介质的一种性质，从而牢固建立了折射率的概念．
（三）实验测定玻璃的折射率
1、提供以下实验器材：
玻璃砖一块、白纸、木板、大头针、图钉、三角板、量角器、铅笔．
2、实验步骤：
（1）把白纸用图钉钉在木板上；
（2）在白纸上画一条直线a作为玻璃砖的上界面，画一条线段AO作为入射光线，并过O点画出界面a的法线NN′；
（3）把长方形的玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边跟a严格对齐，并画出玻璃砖的另一个长边a′；
（4）在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2；
（5）在玻璃砖的a′一侧竖直地插上大头针P3，调整眼睛观察的视线，要使P3恰好能挡住P1和P2在玻璃砖中的虚像；
（6）用同样的方法在玻璃砖的a′一侧再插上大头针P4、使P4能同时挡住P3本身和P1、P2的虚像；
（7）记下P3、P4的位置，移去玻璃砖和大头针．过P3、P4引直线O′D与a′交于O′点，连接O、O′，OO′就是入射光AO在玻璃砖内的折射光线的方向。
入射角i=∠AON，折射角r=∠O′ON′．
（8）用量角器量出入射角i和折射角r；
（9）从三角函数表中查出入射角和折射角的正弦值，记入自己设计的表格里；
（10）用上面的方法分别求出入射角是15°、30°、45°、60°和75°时的折射角．查出入射角和折射角的正弦值，把这些数据也记在表格里；
（11）计算出不同入射角时
的值，比较一下，看它们是否接近一个常数．求出几次实验中测出的
的平均值，就是玻璃的折射率．
教师辅导学生做好实验并指导学生进行数据处理．
1、课件展示数据处理方法：
（1）计算法：
量角度查三角函数表计算；
（2）单位圆法：
以O点为圆心，以任意长为半径画一个圆，利用三角形相似相应弦长度之比求得．
2、课件展示该实验注意事项：
（1）入射角适当大些；
（2）插针要竖直，且间距适当大些；
（3）插针的实验中，玻璃砖不能动．
可参阅课本P46的实验，明确实验原理并体会实验步骤．小组合作完成实验，并将结论向全班展示．
设计操作实验，进行实验探究，培养实验探究能力．
技能培养
【例题】如图5所示，一储油桶，底面直径与高均为1m．当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B．当桶内油的深度等于桶高的一半时，由点A沿方向AB看去，看到桶底上的点C，两点C、B相距0.25m．求油的折射率和光在油中的传播速度．
答案：
因底面直径和桶高相等,由此可知
∠AOF=∠ABG=450又∵OD=2CD
油的折射率
光在油中的传播速度
1、评价学生展示结果；
2、突出方法教学，示范读题，找到相应关系．指出解决这类问题的关键在于作出法线和构建直角三角形．
审题、解题，小组讨论，展示解题过程．
通过课堂互动，掌握解决光的折射相关问题的一般方法和步骤．
当堂达标测试：
（每题20分，共100分）
1、假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（ ）
A、将提前
B、将延后
C、某些区域提前，在另一些区域延后
D、不变
2、如图6所示，眼睛在a处看到鱼在水中的b处，若从a处射出一束激光欲照射到鱼身上，则激光应对着哪一位置射出（ ）
A、b的下方
B、b的上方
C、b处
D、无法确定
3、一束光从某介质射入空气中时，入射角θ1=30°，折射角θ2=60°，折射光线如图7所示，则下列说法中正确的是：
A、此介质的折射率为
B、此介质的折射率为
C、光在此介质中的速度比在空气中小
D、光在此介质中的速度比在空气中大
4、如图8所示，红色细光束a射到折射率为
的透明球表面，入射角为45°，在球的内壁经过一次反射后，从球面射出的光线为b，则入射光线a与出射光线b之间的夹角α为（ ）
A、30°B、45°C、60°D、75°
5、如图9所示，半圆玻璃砖的半径R＝10cm，折射率为n＝
，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角i＝30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑．求两个光斑之间的距离．L.
答案：
由
解得
，两个光斑之间的距离
解得
当堂达标测试：
教师适时进行方法指导；可以利用小组内同学间互相批阅方式完成，并及时点评且给出评分结果，检查课堂教学效果．
学生独立思考，限时完成，小组内讨论并给出正确结果．
题目设置主要考查学生对光的折射、折射率等概念的理解以及对光的折射定律的应用．重点考查学生对基础知识的掌握情况．
课堂小结
1．什么是折射现象？
折射定律是怎样表述？
2．什么是折n加油射率？
3．光的折射也满足光路可逆的．
4．光路图确定后与平面几何n加油的关系．
学生讨论归纳，教师点拨指导，及时给予评n加油价．
小组内交流探讨，查缺补漏、归纳总结，及时巩固所学n加油知识．
帮助学生梳理知识点，形成知识结构体系，帮助学生课堂上及n加油时巩固所学知识．
布置作业：
书面作业：
分层次完成学案程度A、n加油B、C三类作业；
实践活动：
在网络上搜寻关于“n加油雨后彩虹”、“海市蜃楼”相关资料，并运用学过的知识加以解释．
教师批阅讲评n加油．
学生课下完成作业，及时上交．
针对不同层次的学生分配不同梯度n加油的作业，使不同层次的学生都有所收获．
课后练习精编（满分10n加油0分，选择、填空题每小题10分，共80分，计算题n加油20分）
（A类）1、人看到沉在水杯底的硬币，其实看到的是：
n加油（ ）
A、硬币的实像，其位置比硬币实际所在n加油位置浅
B、硬币的实体，其位置即硬币的实际位置
C、硬币的n加油虚像，但位置比硬币的实际位置浅
D、n加油硬币的虚像，其位置比硬币的实际位置深
（A类）2、n加油如图10所示，在两束光的交点P前，放一块长方形的玻璃砖则交点位置n加油：
（ ）
A、不变 B、向左
C、向右 n加油D、可能向左、也可能向右
（A类）3、光线以某一入射角从n加油空气进入折射率为
的玻璃中，折射光线与反射光线n加油恰好垂直，则入射角等于（ ）
A、30° B、n加油45° C、60° D、80°
（A类）4、光从某种介质射入空气中，入射角n加油i从零开始逐渐增大时，折射角r也随之增大，下述说法n加油正确的是（ ）
A、比值
不变 n加油B、比值
不变
n加油 C、比值
是一个大于1的常数 D、比值
是一个小于1的常数
（A类）5、观察者看见太阳刚从地平线升起时，关于n加油太阳位置的叙述正确的是（ ）
A、太阳位于地平线之上n加油 B、太阳位于地平线之下
C、太阳位于地平n加油线 D、大气密度不知，无法判n加油断
（B类）6、水的折射率等于
玻璃的折射率等于
，光在水中的传播速度与在玻璃中的传播速度之比等于___
_____．
（B类）7、n加油玻璃的折射率是1.50，水晶的折射率是1.n加油55，让一块厚度为1cm的玻璃片与一块水晶片叠放在一起，若光线垂直射入时，通过它n加油们所用时间相等，则水晶片厚度是__0.97____cmn加油．
（B类）8、如图11所示，有一长方形容器，高为30cm，宽为40n加油cm，在容器的底部平放着一把长40cm的刻度尺。
眼睛在OA的延长线上的n加油E点观察，视线沿着EA斜着向下看恰能看到尺的左端的零刻度。
现n加油保持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体，将容器n加油装满，仍沿EA方向观察，恰能看到尺上20cm的刻度n加油，则此液体的折射率为
．
（C类）9、如图12所示，光线以
的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．（真空中的光速
）
（1）求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度；
（2）当入射角变为45°时，折射角等于多大；
（3）但入射角增大或减小时，玻璃的折射率是否变化？
说明理由．
答案：
（1）
，据
，得：
，
。
（2）据
，得：
，将
及
代入上式，求得：
，所示：
．
（3）折射率不会发生变化，折射率由介质和入射光线的频率决定，跟入射角无关．
教学反思：
本节实验器材较多，重点是观察折射时的光路．为保证观察效果，最好在实验室上课，并且要遮光．另外为了让学生充分体验“做中学”，“学中悟”的探究乐趣，建议本内容用两课时完成较为适宜．
反思自己的课堂教学，觉得仍有一些地方需要改进：
学生课前的预习设计不是很充分；课堂上为了照顾进度，教师提示太多，学生对问题没有得到充分的体会；数据处理效率还不是很高，建议采用计算机处理数据效果会更好．
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