2022年“光的折射”教案

1、【课题】 4.5 光的折射【教学目标】一学问目标：1、懂得折射定律的准确含义,并能用来说明光现象和运算有关的问题；2、懂得折射率（指肯定折射率）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,并能用来进行运算；二才能目标：1能在学习光的传播和反射的基础上提出新的问题,培育提出问题的才能；2通过试验观看、熟悉折射现象,培育同学初步观看的才能；3使同学进一步明白科学探究活动过程,培育同学初步的探究才能；4. 体验由折射引起的错觉；三情感目标：1有与他人沟通和合作的精神、敢于提出自己不同的见解；2逐步领会折射现象的精妙,获得对自然现象的喜爱、靠近的感觉；感；3借助课堂小试验

2、、多媒体课件和丰富的网上资料,培育同学喜爱物理、喜爱科学的情【学情分析】同学在中学已经学过光的反射和折射,但没有深化学习过光的折射所遵循的定量关系；同学 已具备肯定的试验操作技能,对物理学的讨论方法已有肯定的明白,在自主学习、合作探究等方 面的才能有了肯定提高；前面同学仍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、学习利用试验探究物理规律的方法；2、懂得光的折射定律、折射率；【教学难点】1、利用惠更斯原理推证有关公式；2、懂得光的折射定律、折射率并利用折射定律分析解决问题；【教学方法】试验探究法、讲授法【教学过程及

3、学问要点】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看得到一个结论：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,在入射角较大时与试验结果偏差很大；1621 年荷兰数学家斯涅耳从试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 的正弦之比是一个常数；写成公式即sininn 是由传播光的介质打

4、算的常数 sinr= 2、试验探究：我们今日可以通过试验去验证上述的折射定律；（1）阅读教材的试验方法；（2）试验时留意记录数据；（3）运算验证；如图,怎样找入射角 i、折射角 r；sin i算一算 sin r ；sin i比较各次测量结果算出的 sin r 值是否近似相等= 3、理论论证：利用惠更斯原理进行说明和推导（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= ct （留意式中时间t 是相等的）cir B D 明显有sini= BD

5、AD, sinr= ACA ADC siniBDcsinrACvsinic即sinrv ,由于 c、v 为常量,故v 也是常量；由此可知上述常数nsinicsinrv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nsinicsinrv3、同一种介质对不同频率的光的折射率不同；介质的折射率,除了与介质的性质有关,仍与入射光的频率有关；试验发觉：同一种介质对不同频率的光的折

6、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形是不同的；这是复色光通过介质发生色散的根本缘由所在；三、测定材料的折射率1、原理：折射定律,或折射率的定义；nsinisinr2、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,从而用公式nsinisinr 算出折射率；（ 2）转变入射角的大小,多次试验测量运算折射率,求出平均值,这就是玻璃砖的折射

7、 率；4、试验与数据处理 自己设计试验步骤和记录数据的表格；试验并记录数据；处理数据求出玻璃砖的折射率；【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nc0.7071 v又依据介质折射率的定义式得nsinisinr2 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：sinrcsini3.00 10 81v8 2.122 102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

8、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,就在 从 0逐步增大至90的过程中t 2【】t2A t1始终大于t2B t1 始终小于 t2Ct 1先大于后小于Dt1先小于后大于【解析】如下列图, nc vsin sin r,ts v,sd cos rrs 联立解得t2dsin csin 2r 相同,d 由题意可知,红光、蓝光的入射角但折射角 r 红r 蓝, sin 2r 红sin 2r 蓝,所以 t 1t2,A、C、D 错误；答案： B 应选项 B 正确,选项【课堂练习】4 31、已知水的折射率是 3 ,某种玻璃的折射率是 2 ,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