探究光的折射 综合实践活动七年级下册

第29课：探究光的折射光的折射现象引入光的折射实验设计与操作折射定律内容讲解与应用反射、折射联系与区别阐述探究影响折射角大小因素活动设计本课小结与拓展延伸内容安排CATALOGUE目录01光的折射现象引入折射现象定义与描述描述当光线从一种介质射入另一种介质时，在两种介质的交界处会发生折射。折射光线与入射光线分居法线两侧，且与法线的夹角称为折射角和入射角。定义光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时，由于速度的改变而发生的传播方向的偏折现象。生活中折射现象举例水中的筷子将筷子插入水中，从水面上看，筷子似乎被“折断”了，这是光的折射造成的视觉错觉。池水变浅凸透镜成像站在水池边上，池水看起来比实际深度要浅，这也是由于光的折射导致的。使用凸透镜时，物体发出的光线经过凸透镜折射后，可以形成放大或缩小的像。这是许多光学仪器（如放大镜、幻灯机等）的工作原理。折射现象科学价值探讨光学材料研究折射现象的研究促进了光学材料的发展。人们不断寻找具有特定折射率的光学材料，以满足不同领域的需求，如眼镜镜片、光纤通信等。自然科学教育意义探究光的折射现象有助于培养学生的科学素养和实验能力。通过观察和解释折射现象，学生可以更深入地理解光学原理，激发对自然科学的兴趣和探索精神。光学仪器设计基础折射现象是光学仪器设计的基础之一。通过精确计算和控制光线的折射角度，可以制造出各种功能强大的光学仪器，如望远镜、显微镜等。03020102光的折射实验设计与操作实验器材准备及注意事项准备折射实验盒、半圆形玻璃砖、激光笔、量角器、纸和笔等必要器材。01确保实验环境安静，避免外部光线干扰实验结果。02检查器材是否完好无损，特别是玻璃砖是否有裂痕或污渍。03将半圆形玻璃砖放在白纸上，用激光笔发出光线，观察并记录光线在玻璃砖中的折射现象。改变入射角大小，重复上述步骤，探究入射角与折射角之间的关系。用量角器分别测量入射角和折射角，将数据记录在表格中。教师详细讲解每一步操作的关键点，并示范正确的操作方法，确保学生能够独立完成实验。实验步骤详解与示范学生动手实践环节学生分组进行实验，每组配备必要的实验器材。学生按照实验步骤进行操作，观察并记录实验现象和数据。教师巡视指导，及时纠正学生的错误操作，确保实验顺利进行。鼓励学生相互讨论，共同解决实验中遇到的问题，培养团队协作精神。01020304指导学生设计合理的数据记录表格，包括实验日期、入射角、折射角等必要信息。强调数据记录的准确性和真实性，要求学生如实填写实验数据，不得随意涂改。引导学生对实验数据进行整理和分析，通过绘制图表等方法探究入射角与折射角之间的规律。鼓励学生结合已有知识，对实验结果进行解释和讨论，提升分析问题和解决问题的能力。数据记录与分析方法指导03折射定律内容讲解与应用折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，且折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。n1×sinθ1=n2×sinθ2，其中n1和n2分别为两种介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。折射定律表述公式介绍折射定律表述及公式介绍入射角和折射角关系剖析入射角是入射光线与法线的夹角，折射角是折射光线与法线的夹角。在折射现象中，入射角一般不等于折射角。入射角增大时，折射角也随之增大；但两者之间的具体关系受介质折射率影响。折射率定义折射率是光在真空中速度与光在介质中速度的比值，表示介质对光的折射能力。不同介质折射率不同介质的折射率不同，一般来说，光密介质的折射率大于光疏介质的折射率。例如，水的折射率大于空气的折射率。不同介质间折射率比较折射定律在生活中的应用举例眼镜镜片设计利用折射定律，可以设计出适合不同近视或远视患者的眼镜镜片，以矫正视力。光纤通信光纤通信中的光信号传输也是基于折射定律。通过合理设计光纤的结构和材料，可以实现光信号的高效传输。摄影技术在摄影技术中，摄影师会利用光的折射原理来拍摄出具有特殊效果的照片，如利用水面反射拍摄倒影等。04反射、折射联系与区别阐述反射现象特点光路可逆，且反射光与入射光在同一介质中传播。反射现象定义光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。反射定律内容反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。反射现象回顾与特点总结在光从一种介质进入另一种介质时，同时发生反射和折射现象。反射与折射的共存性反射光与折射光均来自于入射光，且遵循各自定律。在某些特定条件下，反射和折射现象可能相互影响，如全反射现象。反射与折射的相互关联反射和折射现象联系分析光线传播方向改变不同反射光线返回原介质，遵循反射定律；折射光线进入另一种介质，遵循折射定律。光线与法线夹角关系不同在反射现象中，反射角等于入射角；在折射现象中，折射角与入射角之间满足折射定律的定量关系。发生条件不同反射现象发生在光遇到不同介质的分界面时；折射现象则要求光从一种介质斜射入另一种介质。反射和折射现象区别对比典型例题解析与思路点拨例题一：通过水面观察物体的倒影，分析光路及特点，并解释实际现象。解析：光从空气射入水面时，部分光发生反射形成倒影，遵循反射定律。同时，部分光发生折射进入水中，导致我们观察到物体的位置与实际位置有所偏移。例题二：光线从空气斜射入玻璃砖，画出光路图并解释折射现象。解析：根据折射定律，当光从空气斜射入玻璃砖时，折射光线向法线偏折，导致光线在进入玻璃砖后传播方向发生改变。通过光路图可以清晰地展示这一过程，并帮助学生理解折射现象的本质。05探究影响折射角大小因素活动设计光在从一种介质进入另一种介质时，折射角的大小与哪些因素有关？问题提出折射角的大小与入射角有关，入射角越大，折射角也越大。假设一折射角的大小与两种介质的折射率有关，折射率差异越大，折射角也越大。假设二提出问题并作出假设环节010203设计实验方案并实施方案制定实验器材准备激光笔、半圆形玻璃砖、量角器、水、记录表等。“设计实验方案并实施方案制定实验步骤设计：011.将半圆形玻璃砖平放在桌面上，用激光笔射出不同入射角的光线。022.观察并记录每次实验中的入射角和折射角。03设计实验方案并实施方案制定3.换用不同介质（如水），重复上述实验步骤。24.分析实验数据，得出初步结论。3注意事项：确保实验环境安静且光线适宜，避免外部光线干扰实验结果。1详细记录每次实验中的入射角、折射角以及所使用的介质。数据记录通过对比不同入射角和不同介质下的折射角数据，分析折射角大小与哪些因素有关。数据分析根据实验数据分析结果，得出折射角大小与入射角以及两种介质的折射率有关的结论。得出结论收集证据并得出结论部分展示组织同学们进行交流分享，讨论各自的实验过程和结果。交流分享交流评估，改进建议提出对整个探究活动进行评估，反思存在的问题和不足。评估反思提出针对性的改进建议，如优化实验方案、提高数据测量精度等，为今后的探究活动提供参考。改进建议06本课小结与拓展延伸内容安排光的折射现象当光从一种介质斜射入另一种介质时，其传播方向会发生偏折，这种现象称为光的折射。关键知识点总结回顾折射定律折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分居法线两侧；当光从空气斜射入其他介质时，折射角小于入射角；当光从其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。折射率表示介质对光折射能力的物理量，与介质密度、光在介质中速度等因素有关。回顾课堂表现认真回顾本节课的学习过程，客观评价自己在课堂讨论、实验操作等环节的表现。梳理知识掌握情况反思与改进自我评价报告填写指导针对本课所学的光的折射现象、折射定律及折射率等知识点，进行自我检测，明确已掌握和尚存疑惑的内容。根据自我评价结果，分析在学习方法、学习态度等方面存在的不足，并提出改进措施。拓展阅读材料推荐《几何光学基础》详细介绍了几何光学的基本原理和应用，包括光的折射、反射、全反射等内容，有助于深化对光的折射现象的理解。《光学实验教程》科普网站与视频一本以实验为基础的光学教材，其中包含了多个与光的折射相关的实验，可以通过动手操作进一步巩固理论知识。推荐观看一些科普网站或视频平台上关于光的折射的讲解，通过直观的动画演示和详细的解说，加深对知识点的理解。下节课预习任务布置预习