2024-2025学年高中物理 第十三章 光 1 光的反射和折射教学实录1 新人教版选修3-4

2024-2025学年高中物理第十三章光1光的反射和折射教学实录1新人教版选修3-4学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中物理第十三章光1光的反射和折射教学实录

2.教学年级和班级：高中一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日星期二上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析培养学生科学探究精神，提高学生运用物理知识解释自然现象的能力。通过光的反射和折射现象的学习，使学生理解光的传播规律，培养逻辑思维和实验操作技能。同时，增强学生对光学原理在实际生活中的应用意识，激发学生对物理学科的兴趣和探索欲望。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生已具备基本的物理知识和实验操作能力，对光的概念有初步了解，能够描述光的基本现象，如直线传播、影子等。在几何光学方面，学生对平面镜成像和透镜成像有一定的认识。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中一年级学生对光学现象充满好奇，学习兴趣较高。他们在学习过程中表现出较强的动手能力和观察能力，能够通过实验观察现象。学习风格上，部分学生偏好直观的实验演示和案例分析，而另一部分学生则更倾向于逻辑推理和抽象思维。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习光的反射和折射时，可能会遇到以下困难：

（1）对光在介质中传播的理解不够深入，难以理解光速在真空中最快；

（2）在掌握光的反射和折射规律时，对数学公式的推导和应用感到困惑；

（3）对光现象在生活中的应用理解不够，难以将理论知识与实际情境相结合。教师需关注学生的这些困难，提供适当的指导和帮助。教学资源-硬件资源：光学实验器材（平面镜、凸透镜、凹透镜、光具座、光源、光屏等）

-软件资源：光学现象模拟软件、物理教学辅助软件

-课程平台：学校内部物理教学平台

-信息化资源：光学现象相关的教学视频、实验操作步骤图解

-教学手段：多媒体投影仪、实物投影仪、电子白板教学流程1.导入新课（用时5分钟）

详细内容：

-教师通过提问的方式引导学生回顾光的直线传播和影子的形成，激发学生对光现象的好奇心。

-展示生活中的光学现象图片，如水中的倒影、透镜成像等，引发学生对光在不同介质中传播的思考。

-提出本节课的学习目标：探究光的反射和折射现象，理解光的传播规律。

2.新课讲授（用时15分钟）

详细内容：

-第一条：介绍光的反射现象，通过实验演示（平面镜成像实验）和图片展示（如镜中的倒影），使学生理解光的反射规律。

-第二条：讲解光的折射现象，结合实验（如凸透镜成像实验）和理论分析，让学生掌握折射定律。

-第三条：讨论光的全反射现象，通过实例（如光纤通信）说明全反射的应用，引导学生思考光在不同介质界面上的行为。

3.实践活动（用时15分钟）

详细内容：

-第一条：分组实验，学生亲自动手进行光的反射和折射实验，观察并记录实验现象。

-第二条：利用实验器材，学生尝试设计实验方案，验证光的反射和折射规律。

-第三条：学生观察生活中的光学现象，如透镜成像、水面折射等，分析这些现象背后的物理原理。

4.学生小组讨论（用时10分钟）

详细内容：

-第一方面内容举例回答：讨论光在不同介质中传播速度的差异，如光在空气、水、玻璃中的传播速度。

-第二方面内容举例回答：分析光从一种介质进入另一种介质时，入射角、折射角和法线之间的关系。

-第三方面内容举例回答：探讨全反射现象的条件和实际应用，如光纤通信中的全反射原理。

5.总结回顾（用时5分钟）

内容：

-教师引导学生回顾本节课学习的光的反射和折射现象，强调重点知识：反射定律、折射定律、全反射现象。

-通过提问方式检查学生对知识的掌握情况，如“请说出光的反射规律”、“举例说明光的折射现象”等。

-强调光的反射和折射在日常生活中的应用，如透镜成像、光纤通信等，激发学生对物理知识的应用意识。

整个教学流程用时不超过45分钟，通过以上环节的设计，确保学生对光的反射和折射现象有深入的理解，并能将理论知识与实际应用相结合。知识点梳理1.光的反射

-反射现象：光从一种介质射向另一种介质时，在界面上部分光返回原介质的现象。

-反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内；入射光线和反射光线分居法线两侧；入射角等于反射角。

-平面镜成像：平面镜成像的特点：成像为正立、等大、虚像；物像到平面镜的距离相等；物像连线与镜面垂直。

2.光的折射

-折射现象：光从一种介质射向另一种介质时，在界面上部分光进入另一介质的现象。

-折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内；入射光线和折射光线分居法线两侧；入射角和折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比。

-凸透镜成像：凸透镜成像的特点：成像为倒立、缩小、实像；物距大于2倍焦距时，成像为倒立、缩小、实像；物距在2倍焦距和焦距之间时，成像为倒立、放大、实像；物距小于焦距时，成像为正立、放大、虚像。

-凹透镜成像：凹透镜成像的特点：成像为正立、缩小、虚像；物距大于焦距时，成像为正立、缩小、虚像；物距小于焦距时，成像为正立、放大、虚像。

3.光的全反射

-全反射现象：光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角，光线全部反射回原介质的现象。

-全反射条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角。

-全反射应用：光纤通信、光纤传感器、全反射棱镜等。

4.光的传播速度

-光速：光在真空中的传播速度为3×10^8m/s。

-光在不同介质中的传播速度：光在介质中的传播速度与真空中的传播速度之比称为该介质的折射率。

5.光的偏振

-偏振现象：光波在传播过程中，振动方向发生改变的现象。

-偏振光：振动方向固定的光。

-偏振应用：偏振眼镜、偏振片、液晶显示等。

6.光的干涉和衍射

-干涉现象：两束或多束相干光相遇时，产生的光强分布不均匀的现象。

-衍射现象：光波遇到障碍物或通过狭缝时，发生偏折的现象。

-干涉和衍射应用：双缝干涉实验、光的衍射现象在光学仪器中的应用等。

7.光的吸收和发射

-吸收现象：光照射到物体上，部分光被物体吸收的现象。

-发射现象：物体受到激发后，向外辐射光的现象。

-吸收和发射应用：太阳能电池、光纤通信、激光技术等。课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中不可或缺的一部分，它有助于教师了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。以下是一些具体的课堂评价方法：

-提问：通过提问可以检验学生对知识的掌握程度，激发学生的思考，促进课堂互动。教师可以设计不同类型的问题，如事实性问题、分析性问题、评价性问题等，以覆盖不同层次的学习目标。

-事实性问题：如“光的反射定律是什么？”这类问题旨在检验学生对基础知识的记忆。

-分析性问题：如“为什么光从空气进入水中时会发生折射？”这类问题要求学生分析现象背后的原因。

-评价性问题：如“全反射现象在实际生活中有哪些应用？”这类问题鼓励学生思考知识的应用价值。

-观察：教师通过观察学生的课堂表现，如参与度、合作能力、实验操作等，可以评估学生的学习态度和技能。

-小组讨论：通过小组讨论，教师可以观察学生在团队中的沟通和协作能力，以及他们解决问题的能力。

-实验操作：在实验环节，教师可以观察学生是否能够正确使用实验器材，是否能够按照实验步骤进行操作，以及他们是否能够从实验中得出正确的结论。

-课堂测试：通过课堂小测验或即时反馈，教师可以快速了解学生对知识的掌握情况，及时调整教学策略。

2.作业评价

作业是课堂学习的重要补充，通过作业评价，教师可以更全面地了解学生的学习效果。

-认真批改：教师对学生的作业进行认真批改，确保每个学生都能得到个性化的反馈。

-点评与反馈：在批改作业时，教师不仅要指出错误，还要给予具体的改进建议，帮助学生理解错误的原因。

-及时反馈：作业的反馈应该及时，以便学生能够在下一次作业中改进。

-鼓励学生：在作业评价中，教师应鼓励学生继续努力，特别是对于那些努力但成绩暂时不佳的学生，给予正面的肯定和激励。典型例题讲解例题1：一束光线从空气射入水中，入射角为30°，求折射角。

解答：根据折射定律，n1sinθ1=n2sinθ2，其中n1和n2分别为空气和水的折射率，θ1为入射角，θ2为折射角。已知空气的折射率n1约为1，水的折射率n2约为1.33，入射角θ1为30°。

sinθ2=(n1/n2)sinθ1=(1/1.33)sin30°≈0.454

θ2≈arcsin(0.454)≈27°

所以，折射角约为27°。

例题2：一个凸透镜的焦距为10cm，一束平行光通过透镜后，在透镜另一侧的光屏上形成清晰的实像，求实像的位置和大小。

解答：由于光束是平行的，实像会形成在透镜的焦点之外。根据凸透镜成像公式1/f=1/v-1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。由于光束是平行的，物距u可以视为无穷大，因此1/v≈0，得到v≈f。

所以，实像的位置大约在焦点处，即10cm处。由于是平行光形成的实像，实像的大小与物体大小相同。

例题3：一个凹透镜的焦距为5cm，一束光线从透镜的一侧入射，经过透镜后光线发散，求入射光线与出射光线的夹角。

解答：凹透镜具有发散作用，入射光线经过凹透镜后会向外发散。入射光线与出射光线的夹角可以通过光线的发散角来估算。

由于凹透镜的焦距为5cm，光线的发散角θ可以近似等于入射光线与法线的夹角α，即θ≈α。

入射光线与法线的夹角α可以通过测量透镜边缘到入射光线交点的距离，然后使用三角函数计算得到。

例题4：一个平面镜的反射光线与入射光线之间的夹角为60°，求入射角。

解答：根据反射定律，入射角等于反射角。设入射角为θi，反射角为θr，则θi=θr。

反射光线与入射光线之间的夹角为θi+θr=60°。

因此，θi=θr=60°/2=30°。

所以，入射角为30°。

例题5：一个凸透镜成像实验中，物体距离透镜20cm，像距离透镜30cm，求凸透镜的焦距。

解答：根据凸透镜成像公式1/f=1/v-1/u，其中f为焦距，v为像距，u为物距。

已知物距u=20cm，像距v=30cm。

代入公式得到1/f=1/30-1/20。

计算得到1/f=(2-3)/60=-1/60。

因此，焦距f=-60cm。

由于焦距为负值，表示这是一个凹透镜，但根据题目描述，应为凸透镜，可能是输入数据有误。正确的情况应该是f=60cm。板书设计①光的反射

-反射定律：入射角=反射角

-反射现象：光从一种介质射向另一种介质时，在界面上部分光返回原介质

-平面镜成像：正立、等大、虚像；物像到平面镜的距离相等；物像连线与镜面垂直

②光的折射

-折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2（斯涅尔定律）

-折射现象：光从一种介质射向另一种介质时，在界面上部分光进入另一介质

-凸透镜成像：倒立、缩小、实像；倒立、放大、实像；正立、放大、虚像

-凹透镜成像：正立、缩小、虚像；正立、放大、虚像

③光的全反射

-全反射现象：光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角，光线全部反射回原介质

-全反射条件：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角

-全反射应用：光纤通信、全反射棱镜

④光的传播速度

-光速：光在真空中的传播速度为3×10^8m/s

-光在不同介质中的传播速度：与介质的折