教学设计完整版：光的折射

光的折射教学设计教学目标1.理解折射定律的确切含义，并能用来解释有关的光现象和有关的计算。2.理解介质的折射率，了解介质的折射率与光速的关系，并能进行相关计算。3.知道光路是可逆的，并能用来处理有关的问题。重点难点分析1.正确画出光发生折射的光路图。(重点)2.对光的折射定律的理解和应用。(重点)3.介质的折射率的理解。(难点)4.测定介质折射率的实验原理。(难点)教学地位本节学习光的折射定律，折射率的概念以及折射率的测定．本节内容是几何光学的重要内容，也是高考的热点。教学过程（一）新课导入如图教4－5－1所示，插在水中的筷子，看上去好像在水面处折断了；盛了水的碗，看上去好像变浅了，这是光的折射造成的。请思考以下问题：(1)光线从一种介质进入另一种介质，一定发生偏折吗？(2)光线在介质界面上的偏折遵循怎样的规律？图教4－5－1（二）新课教学a.基础知识1.探究光的折射定律(1)折射现象：光从一种介质进入另一种介质，光的传播方向发生改变的现象。图４－５－２(2)折射定律：入射光线、折射光线跟法线在同一平面内入射光线、折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正比。(3)在折射现象中，光路是可逆的。2.折射率(1)反映某种介质使光偏折的性质，叫做该种介质的折射率，任何介质的折射率均大于1，公式是n＝eq\f(sini,sinr)＝eq\f(c,v)。(2)当一束白光斜射入某种介质时，由于各种色光的折射角不同，各种色光将分开，这种现象叫光的色散。各种色光中，红光的偏折角度最小，紫光的偏折角度最大。(3)同一种介质，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大。红光在介质中的传播速度最大，紫光在介质中的传播速度最小。3.测定材料折射率（玻璃）实验目的：测定玻璃的折射率。实验原理：如图4－5－3所示，当光线AO以一定入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线的O′B，从而画出折射光线OO′，量出折射角θ2，再根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)算出玻璃的折射率。图4－5－3(3)实验器材：一块长方体的玻璃砖，白纸，木板，大头针(4枚)，量角器(或圆规、三角板)，刻度尺，激光笔，铅笔等。b.深入了解1．对光的折射定律的理解(1)“同面内”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句话大体上说明了三线的空间位置：折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面。(2)“线两旁”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”，这句话把折射光线的位置又作了进一步的确定，使得折射光线的“自由度”越来越小(i＞0)。(3)“正比律”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即eq\f(sini,sinr)＝n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就唯一确定了。2．对折射率的理解(1)折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小只能由介质本身的物质结构及光的颜色决定，与入射角、折射角的大小无关。公式n＝eq\f(sini,sinr)是折射率的定义式，不能认为折射率n与入射角的正弦成正比，与折射角的正弦成反比。(2)介质的折射率n与光在介质中的传播速度有关，即n＝eq\f(c,v)(对于此公式要求能熟练运用，但不要求知道公式怎么来的)。由此式知道任何介质的折射率均大于1，即n＝eq\f(sini,sinr)＞1，就是说光由真空射入介质时，都是入射角大于折射角，折射光线向法线偏折；反之当光由其他介质射入真空时，入射角小于折射角，折射光线远离法线偏折。特别提醒：1．折射率与光速的关系：某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝eq\f(c,v)。2．折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。c.课堂检测1.如下图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M，若用n1和n2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是()A.N1＜N2B.a为蓝光，b为红光C.a为红光，b为蓝光D.n1＞n2【答案】AB【解析】由题图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光。2.一个大游泳池，池底是水平面，池中水深m，有一直杆竖直插入池底，恰好有一半露出水面，太阳光以与水平面成37°角射在水面上，测得直杆在池底的影长是m，求水的折射率是多少？图4－5－3【解析】作出的光路图如图入射角i＝90°－37°＝53°根据图中几何关系可知AB＝BC＝mBO＝CD＝ABcot37°＝×eq\f(4,3)m＝m所以DE＝CE－CD＝－m＝mtanr＝eq\f(DE,O