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第3节　光的折射
教学目标：
1.了解光的折射现象.
2.知道光在发生折射时,光路是可逆的.
3.能够利用所学知识解释生活中的折射现象.
教学重点：
知道光在发生折射时,光路是可逆的.
教学难点：
能够利用所学知识解释生活中的折射现象.
教学过程：
一、光的折射规律
【自主预习】
阅读课本第62、63页内容完成下列填空:
1.光从一种物质斜射入另一种物质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射.
2.折射光线和入射光线、法线在同一平面;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;折射角随入射角的增大而增大.
3.当光线从空气斜射入水或其他透明物体中时,折射角小于入射角;当光线从水或其他透明物体斜射入空气中时,折射角大于入射角.
【小组讨论】
1.在暗室里,让一束光(可以利用激光手电筒发出的光束)从空气中斜射入水中(可以在水中放入适量的墨水,并搅拌均匀,这样观察到的实验现象更为明显),发现光在空气中是沿直线传播,在水中是沿直线传播,但光在空气与水的分界处传播方向发生了偏折,这是光的折射现象.
2.在暗室里,让一束光(可以利用激光手电筒发出的光束)从空气中斜射入水中,可以发现折射光线靠近法线(填“远离法线”“直线传播”或“靠近法线”),折射角小于(填“大于”“等于”或“小于”)入射角.
3.在暗室里,让一束光从水中斜射入空气中,可以发现折射光线远离法线(填“远离法线”“直线传播”或“靠近法线”),折射角大于(填“大于”“等于”或“小于”)入射角.
4.在暗室里,让一束光从空气中垂直射入水中,发现折射光线的传播方向不发生改变(填“发生改变”或“不发生改变”),此时折射角等于(填“大于”“等于”或“小于”)入射角,都为0°.
【教师点拨】
1.光的折射规律可以简记为:三线共面,法线居中,两角不等.
2.在光的折射现象中,光路也是可逆的.
3.光从一种介质斜射入另一种介质时发生折射的原因是光速的不同.可用图(a)进行类比.线轴在木板上与在棉面上的速度不同,导致线轴从木板进入棉布时运动方向发生偏折.同理,光在空气与在玻璃中的速度也不同,所以光从空气进入玻璃中运动方向也会发生偏折,如图(b).而且由图(b)可推理出:光从光速大的介质斜射入光速小的介质,折射角小于入射角.
【跟踪训练】
1.有经验的渔民都知道:只有瞄准在水中所看到的“鱼”的下方才可以叉到鱼,如图所示,此现象中涉及的光路图是
(　B　)
2.一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象,入射光与分界面的夹角为30°,若折射光线和反射光线垂直,则反射光线与入射光线的夹角为120°,折射角为30°.
3.下图是研究光的折射规律的实验原理图;下表中记录了不同的入射角和对应的折射角的实验测量数据.
入射角i
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
80°
折射角r
6.7°
13.3°
19.6°
25.2°
30.7°
35.1°
38.6°
40.6°
(1)请你结合图,以光从空气进入到玻璃中的情况为例,分析实验数据(光从空气进入其他透明介质中也可得到具有相同规律的实验数据),对光从空气进入其他透明介质中的折射规律加以总结(补充完整).
a.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内,并且分别位于法线两侧;
b.折射角小于入射角.
(2)请定量比较实验数据.把你新的发现写在下面:当入射角<40°时,折射角与入射角近似的成正比;当入射角较大时,正比关系不再成立.
二、生活中的折射现象
【自主预习】
阅读课本第63、64页内容,完成下列填空:
1.我们站在岸上看水中的物体时,觉得物体离水面更近(填“远”或“近”)了,这是由于光从水(填“空气”或“水”)中斜射入空气(填“空气”或“水”)中时,折射角大于(填“大于”或“小于”)入射角.我们逆着光线看过去,认为光是从物体上方的点发出的,所以看到光线经过折射形成的虚像.
2.形成海市蜃楼时,远处物体有一些射向空中的光线,由于不同高度空气的疏密不同而发生折射,逐渐弯向地面,进入观察者的眼睛,逆着光望去,就看见了远处的物体.
【小组讨论】
1.学生分组实验,观察现象,并尝试分析其原理.
(1)为什么硬币和人的位置没变,加水后又重新看到硬币了呢?
(2)为什么本身是直的筷子斜放在水中看上去是弯折的呢?
2.教师多媒体投影原理图,学生分析归纳.
(1)硬币重现
　　点评:强调看见的硬币是硬币的虚像,实际的硬币在虚像的下方.
(2)筷子弯折
　　点评:我们看到水下部分的筷子也是筷子的虚像,虚像在物体的上方,所以看到水下的筷子好像向上弯折了.
3.设计课堂小游戏,让学生利用已学知识解决实际问题.各小组同学把“小鱼”绑在石块上,浸入水中.请每小组选一名同学出来,用细铁丝当作鱼叉,进行刺鱼活动,要求迅速,只准刺一下,学生叉鱼有的成功有的失败,问学生失败的原因,深化对光的折射的规律的理解.
点拨:我们所看到水中的鱼,其实并不是实际的鱼,而是鱼的虚像,真正的鱼在像的下方.
　　4.教师展示图片,让学生认识更多的光的折射现象.
(1)海市蜃楼
(2)从水中看岸上的物体,看上去要比实际物体要高一些.
(3)由于光的折射,我们看到初升的太阳其实不是真正的太阳,而是太阳的虚像.
【教师点拨】
1.人眼看见物体是有光射入人的眼中,不要将箭头画成由眼向外的方向,人的眼睛本身并不发光,要作射入人眼的光线.
2.两条以上光线的反向延长线相交处是虚像的位置,一条延长线无法确定位置.
3.折射所成虚像只是人根据光沿直线传播经验的一种判断,实物的真实位置需要找准,这也就是渔民叉鱼时应判断鱼的像比鱼高且稍向后移.
4.人在岸上看水中的物体或在水中看岸上的物体,虚像位置均比实物高.
【跟踪训练】
1.如图所示的四种情景中,属于光的折射现象的是
(　B　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.湖中的倒影
　　　　B.碗中的筷子
C.世博会夜晚的灯光
　　D.镜中的小狗
2.陶瓷茶杯底部放有一枚硬币,人移动到某一位置时看不见硬币(如图甲),往茶杯中倒入一些水后,又能够看见硬币了(如图乙).造成“看不见”和“又看见了”的原因分别是
(　A　)
A.光的直线传播和光的折射
B.光的直线传播和光的反射
C.光的反射和光的折射
D.光的反射和光的直线传播
3.在海上或沙漠上,有时会看到高楼大厦,热闹市场,实际大海、沙漠上并没有这些楼市,这种现象叫“海市蜃楼”,出现“海市蜃楼”的原因是
(　D　)
A.光在海面上反射的缘故
B.光在云层上反射的缘故
C.光沿直线传播的缘故
D.光在不均匀的大气层中折射的缘故
4.如图所示,容器底部有一探照灯S,它发出一束光线投射到木板MN上,在B点形成一个光斑,如向容器中注水,光斑B将移向
(　A　)
A.B的下方
B.B的上方
C.B的左边
D.B的右边
5.插入水中的筷子,在水中的部分看起来向上弯折,如图所示,人眼在C点处看到筷子B点的像在位置B'点.请画出B点的一条光线经水面折射后过C点的光路图.
解:如图所示.

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