人教版(新教材)高中物理选择性必修1教学设计6：4 1 光的折射教案

人教版（新教材）高中物理选择性必修第一册PAGEPAGE14.1光的折射课题光的折射单元4学科物理年级高二教材分析本节教材对光的反射知识作了简单的回题，这部分内容学生在初中已有所学习本节的重点是光的折射定律、折射率的测定，教学中要给予充分重视。教学中要求学生能在折射实验现象的基础上，经过分析和推理得出定性结论:再通过实验探究，分析实验数据，发现特点和规律，得出定量结论，从而培养学生科学思维和科学探究的能力。本节内容是第2节“全反射”的基础。教材首先以射水鱼为情境，引出光的折射的概念。接着通过折射实验，观察入射角和折射角的大小和动态变化情况，引导学生对物理现象进行简单的分析和推理，构建物理模型。通过对数据的定量研究，得到折射定律，并介绍折射率这个反映介质光学性质的物理量。教学目标与核心素养物理观念：认识光的折射现象，知道法线、入射角、折射角的含义。科学思维：理解折射定律会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。科学探究：理解折射率的概念。科学态度与价值观：培养用物理实验探究科学问题的方法，养成细心严谨的科学态度。重点理解折射定律会利用折射定律解释相关光现象和计算有关问题。难点理解折射率的概念，会计算折射率。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课射水鱼在水中能准确射中水面.上不远处的小昆虫。水中的鱼看到小昆虫在什么位置?是在昆虫的上方还是下方?观察图片。思考在水中鱼的视觉里看昆虫是在什么位置。学生通过对初中物理的学习，对折射的概念已经有所了解，但对折射的本质还不清楚，再次引导学生思考产生折射现象的原因。讲授新课一、光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象。实验：探寻入射角和折射角之间的关系。折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12二、折射率1.定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。2.定义式:n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(c,v)（n>1）3.说明：（1）折射率无单位，任何介质的折射率皆大于1。（2）n的大小与介质有关，与θ1和θ2无关，对于确定的介质，n是定值.（3）物理意义反映介质对光的偏折能力的大小（4）折射的原因光在不同介质中的速度不同。例1、(多选)关于光的折射,下列说法错误的是()A.折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B.入射光线和法线与折射光线不一定在一个平面内C.入射角总大于折射角D.光线从空气斜射入玻璃时,入射角大于折射角〖解析〗根据折射定律,入射光线、折射光线和法线一定在同一平面内,选项B错误;入射角不一定总大于折射角,选项C错误。〖答案〗BC思考1、插入水中的筷子为什么会弯折？人看水中的物体，看到的是物体的虚像，像的位置比物体的实际位置偏高，人感觉筷子弯折了，杯中的水也变浅了。思考2、水中的鱼看岸上的景物会是怎样的情景？思考3、如果没有大气，将迟一些看到太阳还是早一些看到太阳？例2、边长为d的正方体透明介质置于真空中，其横截面ABCD如图所示。有两束平行光Ⅰ、Ⅱ分别从上表面的A点和AB的中点沿与水平方向成30°角同时斜射入介质中，两种光在界面上折射后恰好相交于正方体底面的C点。已知真空中光速为c，求：(1)介质对光Ⅰ、Ⅱ的折射率；(2)光Ⅰ、Ⅱ到达C点的时间差。〖解析〗(1)由题可知，光线Ⅰ、Ⅱ在真空中入射角均为θ＝60°，作出光线Ⅰ、Ⅱ在介质中的光路图如图所示。根据几何关系可知，光线Ⅰ在介质中的折射角θ1＝45°，光线Ⅱ在介质中的折射角的正弦值为sinθ2＝eq\f(\f(d,2),\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(2)＋d2))＝eq\f(\r(5),5)故n1＝eq\f(sinθ,sinθ1)＝eq\f(\r(6),2)，n2＝eq\f(sinθ,sinθ2)＝eq\f(\r(15),2)。(2)由介质中光速v＝eq\f(c,n)可得，光线Ⅰ、Ⅱ在介质中的速度分别为v1＝eq\f(c,n1)，v2＝eq\f(c,n2)光线，Ⅰ、Ⅱ在介质中的传播距离分别为：l1＝eq\r(2)d，l2＝eq\f(\r(5),2)d，则有Δt＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(l2,v2)－\f(l1,v1)))，解得Δt＝eq\f(\r(3)d,4c)。〖答案〗(1)eq\f(\r(6),2)eq\f(\r(15),2)(2)eq\f(\r(3)d,4c)观察折射现象。并画出光路图。学生动手实验操作。总结数据，得出结论。总结折射率的定义。完成课堂练习。结合折射率的概念，思考为什么筷子会折弯。完成课本例题。引导学生通过实验探究入射角和折射角之间的关系。让学生通过图像处理数据，总结出折射角与入射角之间的关系。提高学生用图像处理数据的能力。结合思考问题，让学生对折射现象能有进一步的认识，并用解释原因。练习利用折射率解决实际问题。拓展提高1、关于折射率,下列说法正确的是()A.根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比B.根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知,介质的折射率可能为任何正数C.根据n＝eq\f(c,v)可知，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D.以上说法都不对〖解析〗某种介质的折射率只与介质本身有关，与角度无关，选项A错误；介质的折射率都大于1，选项B错误；由n＝eq\f(c,v)可知，选项C正确，D错误。〖答案〗C2、一束光线与水面方向成30°,从空气射入水中,其反射光线和折射光线恰好垂直,则反射角和折射角分别为()A.30°,30°B.60°,60°C.60°,30°D.30°,60°〖解析〗画光路图如图所示,入射角与反射角相等,故入射角为60°,反射角也为60°,故选项A、