资源简介

2.5 光的反射和折射（第3课时）（教学设计）
年级 七年级 授课时间
课题 2.5 光的反射和折射（第3课时）
教学 目标 科学观念：了解光的折射现象，知道折射光线和折射角；了解光的折射规律；了解光折射中光路的可逆性； 科学思维：能用光的折射规律解释生活中的一些简单的折射现象； 探究实践：通过演示实验，培养观察能力，鼓励动手实验，引导学生分析、归纳和概括出光的折射规律； 态度责任：验探究过程和方法，形成科学探究意识，领会科学探究之路艰辛，养成尊重知识的意识和态度。
教学 重难点 重点：光的折射规律 难点：利用折射规律作图及解释相关现象
学情 分析 本节内容选自浙教版七下第二章第5节，本节内容由三部分构成：光的反射、平面镜成像、光的折射。主要介绍了光的反射规律及生活中的反射现象，平面镜成像规律、原理，光的折射规律及折射现象，知道光路的可逆性；学生在已学习光的直线传播相关知识基础上，初步具备了光的概念，本节内容进一步认识到光在不同介质中发生的光路现象，学会用光路图解决生活中的光路问题，所以本节内容是前面光的知识的伸延和应用。虚像是学生首次接触的概念，为后续凸透镜成像奠定基础。所以本节内容具有承前启后的重要作用和地位。 本节内容拟用3课时完成教学，第1课时主要内容为光的反射；第2课时主要内容为平面镜成像；第3课时主要内容为光的折射。
教学 准备 课件、课本、实验活动器材等
教学过程
教师活动 学生活动
新 课 导 入 将一根筷子斜放在装有水的杯子里，从上面往下看，筷子发生了什么变化？这是为什么呢？接下来我们探究一下其中的奥秘。 观看图片，思考筷子折断的原因？
新 知 讲 授 一、光的折射现象 光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 图中筷子“折断”就与光的折射有关。下图为光从空气射入水中的光路图。PQ是空气和水的分界面。 一点入射点O三线法线NN’入射光线AO折射光线OC两角入射角∠AON（即α）折射角∠CON′（即γ） （折射光线和法线的夹角）
发生光的折射现象时，往往同时发生光的反射现象。 当光从一种介质射入另一种介质时，发生的是折射现象，没有射入另一种介质，而在介质表面上返回原介质中发生的是反射现象。 二、光的折射规律 【提出问题】让一束光从空气以不同角度射入水中，传播方向是否会发生偏折 怎样偏折 【设计实验】用水槽、激光笔、可折转的光屏等组成如图所示的实验装置，让一束光从空气以不同的角度射入水中，观察光束在空气中和水中的径迹。分析光束进入水中后传播方向的偏折情况。 （1）观察入射光线、法线、折射光线的位置关系，将有折射光线的半个光屏向后折转一个角度，观察光屏上是否还有折射光线； （2）改变入射角的大小，比较每一次入射角和折射角的大小 以及折射角随入射角的变化情况，你能得出什么结论？ （3）如果让光垂直射向水面，进入水中的光线又会怎样？ （4）让光逆着原折射光线的方向从水中射入空气中，观察实验现象。 实验现象： （1）折射光线和入射光线分居法线的两侧；折转光屏无法观察到折射光线，折射光线、法线与入射光线在同一平面内。 （2）折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。 （3）垂直射入光线时，光的传播方向没有发生改变。 （4）射入空气中的折射光也逆着入射光方向射出，即光路是可逆的。 实验结论： 光的折射规律： ①折射光线与入射光线、法线在同一平面内（三线共面）； ②折射光线与入射光线分别位于法线的两侧（法线居中） ③光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角；从水或其他介质射向空气时，折射光线偏离法线，折射角大于入射角。当入射角增大时，折射角也增大，入射角减小时，折射角也减小。（两角不等） ④当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。 ⑤在折射现象中，光路可逆。 光从空气射入玻璃砖，在上下表面均发生折射，由于光路可逆，可知MO和O’N’方向相同，即平行。 三、生活中的折射现象 生活中有很多折射现象，如河水中的鱼为什么看起来很浅，实际抓鱼时又很深，游泳池的池水比看起来的深，在水下看着岸边的树比实际的更高，海市蜃楼感觉景物近在眼前，但实际怎么也追不到。我们可以解析一下以上现象形成的光路图。 1.水下物体变浅 水下物体（如鱼、泳池地砖）发出（或反射）的光线从水中斜射向空气时会发生偏折，而人眼只能感受光的直线传播。因此，逆着折射光看去，就会感觉这点的位置升高了，即池水看起来比实际的浅，实际上看到的是虚像。或者看到河里的鱼的像在真实鱼的上方，叉鱼时要向看到的鱼的下方叉，才能叉到鱼。 水中的笔看起来断了就是这个原理，笔的像的位置比实际的笔高，水下部分的笔向上弯折。 2.海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光在不均匀物质中传播时发生弯折而产生的现象。在炎热的夏天，当你乘坐的车辆行驶在被晒得很热的公路上时，突然看到远处的路面上有一片水洼，水中倒映出周围的树木和车辆，可是当你靠近那里时，却发现水洼无影无踪了！你所看到的就是海市蜃楼现象。酷热的路面使得路面上方空气的温度升高，造成越靠近路面的空气越热，使得远处路面射向你的光线渐渐向上弯折，这些光线进入你的眼睛，你逆着光线的方向看去，就感到看见了远处路面下的物体。 3.水中看岸上的物体变高 岸上物体的光线射入水中，折射光靠近法线，人逆着折射光线的看过去，看到的像在物体的上方。 【探究新知】光污染 光污染比较常见的是眩光。例如，汽车夜间行驶的车头灯光、电焊产生的强光会使人的视力瞬间下降。大城市高层建筑的玻璃幕墙会产生很强烈的镜面反射，使局部地区气温升高，同时强烈的反射光使人双目难睁，影响车辆行驶和行人的安全。 知道什么是光的折射现象，了解折射光路图。 进行实验活动，探究光的折射有哪些规律。 观察实验现象并得出实验结论。 了解生活中的折射现象，并能用光路图解释。 了解光污染的危害。
课 堂 练 习 典例1 人站在岸边观察水中的物体，所看到的物体的位置比实际位置要浅，下列图中能说明这一现象产生原因的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】在岸上看水中的物体，看到的物体的位置比实际位置浅，这是由于光从水中进入空气时，在水面上发生折射造成的，折射角大于入射角。 AD.图中光是从空气斜射入水中，光的传播方向错误，故AD不符合题意； B.光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，图中折射角等于入射角，是错误的，故B不符合题意； C.光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，故C符合题意。 故选C。 典例2 如图所示，是一束光在空气和玻璃两种介质的界面处同时发生反射和折射的光路图，O为入射点， 是折射光线，反射角为 度，界面的 （选填“上”、“下”、“左”或“右”）边是玻璃。 【答案】OC；60；右 【解析】由图可知∠AOM=∠BOM’=30°，根据反射角等于入射角可知，入射角∠BOM=60°，反射角∠AOM=60°；MM’为界面；折射光线和入射光线分别位于法线两侧，则OC一定为折射光线，0A为反射光线；折射角为∠COM’=90°-55°=35°，根据折射角小于入射角可知，右边是玻璃。 典例3 如图所示，在水中A处有一块鹅卵石，人眼看到鹅卵石时认为它在A’点。小科要用激光笔照射到鹅卵石，则应将激光笔（ ） A.对准点A’照射 B.对准A点照射 C.对着A’点上方照射 D.对着A’点下方照射 【答案】A 【解析】A反射的光线从水中斜射入空气中时发生了折射现象，折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看去，看到的是变高的虚像A’；由于在光的折射中光路是可逆的，小科要用激光笔照射到鹅卵石，需要将激光笔对准A’点照射。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 典例4 “海市屋楼”是一种与光学有关的自然现象，下图一、二是夏天炎热路面上形成此现象的图解。 资料1：光在不均匀物质中传播时会发生弯折； 资料2：般情况下，光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线而改变传播方向； 资料3：夏天，酷热的路面使得路面上方空气的温度升高，越靠近路面的空气越热，密度越小； （1）图一中，你看到的是虚像还是实像 ； （2）对图一成因的解释：近路面空气比路上方空气温度高，密度小，远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，发生连续折射，折射角会逐渐 ，进入人的眼睛，而人总以为光是沿直线传播的，所以在人的前方会出现“海市屋楼现象”；图三是海面上出现的“海市屋楼现象”，据图一的成因可推断近海面处空气的密度 。 【答案】（1）虚像（2）增大；大 【解析】（1）图一中是光在不均匀物质中传播时发生弯折，而人总以为光是沿直线传播的，所以人眼看到的地方并没有光线形成的实像，故人看到的是虚像。 （2）由于光从密度较大的介质斜射入密度较小的介质时，会偏离法线，即折射角增大，所以远处物体射出的光进入密度不断变小的空气时，折射角会逐渐增大；图一中，接近地面的空气密度小，人看到的虚像在物体的下方，图三中，人看到的像在物体的上方，所以接近海面的空气密度大。 典例5 同学们学习了“光的折射”后，知道了光从空气斜射入玻璃中时，折射角小于入射角。那么当光从空气斜射入玻璃中时，折射角和入射角的比值是否相等呢 【建立猜想】折射角和入射角的比值可能相等。 【获得数据】同学们测得了七组实验数据。 第3次实验如图所示，请将实验数据填入表格中 ； 【实验结论】折射角和入射角的比值 （选填“相等”或“不相等”）； 【评价与交流】根据实验数据，光从空气斜射入玻璃中时，折射角增大值 入射角增大值（选填“大于”、“小于”或“等于”）；小聪用水、盐水等其它介质替换玻璃重做以上实验，进行多次测量，其目的是 （选填“减小实验误差”或“寻找普遍规律”）。 【答案】25°；不相等；小于；寻找普遍规律 【解析】由图中可知，折射光线经过65°的位置，故此时折射角为90°-65°=25°；计算各组折射角和入射角的比值可知折射角和入射角的比值不相等； 从表格中可知，光从空气斜射入玻璃中时，从实验1到实验7，每相邻两组数据，入射角的增大值为10°，而折射角的增大值小于10°，故折射角增大值小于入射角增大值；小聪用水、盐水等其他介质替换玻璃重做以上实验，进行多次测量，可以避免实验结论的偶然性，寻找普遍规律。
课 堂 小 结 1.光的折射现象：光从一种介质斜射到另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2.光的折射规律：①折射光线、法线与入射光线在同一平面内；②折射光线和入射光线分 居法线的两侧；③光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射角小于入射角，光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角。 注意：当入射角增大时，折射角也增大，入射角减小时，折射角也减小；当光从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变；在折射现象中，光路可逆。 3.生活中的折射现象：水中筷子偏折、池水变浅、水中看到的鱼在真实鱼的上方、海市蜃楼、在水中看岸上的物体偏高等。
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