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一、光的折射
教 材 解 读 本节是第三章第一节内容,是在学习完光的直线传播及光的反射现象后学习的另一种重要的光现象,是理解透镜成像的基础,又是解释日常生活中许多光现象的基础. 在学习中,只需要对光的折射现象作定性的分析,认识光从空气斜射入其他介质中时,折射角小于入射角、入射角变化,折射角也随之变化即可,没有必要深入分析,完整的光的折射定律将在高中继续学习.
学 习 目 标 物理观念 1.通过光束从空气射入水或玻璃中的实验,了解光的折射现象及其特点. 2.了解生活中光的折射现象. 3.尝试用光的折射特点解释相关生活现象.
科学思维 归纳光的折射特点;根据光的折射特点进行科学论证并质疑创新.
科学探究 从生活现象发现问题,设计和进行科学探究,从实验中的现象总结和归纳光的折射特点,并交流和评估光的折射特点及应用.
科学态度 与责任 经历探究过程,体验科学生成的乐趣;乐于利用知识去解释生活中的奥秘,形成科学的世界观.
重 难 点 处 理 　重点:光从空气斜射入水或其他介质中时的偏折规律:探究光从空气斜射入水中时的实验要到位,完成光从空气斜射入玻璃时的折射实验,并总结规律. 难点:根据折射的光路图解释折射现象:根据光的折射规律作出折射光路图,并明确折射后虚像的形成,解释由于人的视觉错误观察到的现象.
实 验 方 法 课题:探究折射光路的可逆性. 器材:激光笔两个、半圆形玻璃砖. 实验方法:1.用一个激光笔斜射入半圆形玻璃砖,显示出折射光路; 2.用另一个激光笔逆着折射光线射入,观察现象; 3.现象:折射光线与原来的入射光线重合. 结论:在光的折射现象中,光路是可逆的.
导学设计
学点1光从空气斜射入水中时的折射情况
设计实验:如图3-1-1所示,使一束激光射至空水槽的O点;然后向水槽中缓缓注入水,观察光路;看看水槽底部光斑的位置是否发生变化,并记录光斑的位置.
图3-1-1
分析与论证:向水槽中注入水后,光斑向左移动了一段距离.
问题1:光从空气斜射入水中时,传播方向会发生 ,即光从一种介质 另一种介质时,传播方向会发生 .
问题2:为了便于观察光的传播路径,可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几滴 ,以便清楚地观察入射光线、折射光线的位置.
学点2探究光的折射特点
实验1:如图3-1-2甲所示,将一束光从空气经光屏的圆心O射入水中,光线进入水中后发生了什么现象
图3-1-2
实验2:将入射光线向法线靠拢,观察现象.
实验3:将光屏沿着法线向前或向后折,观察现象.
实验4:将入射光线与法线重合,观察现象.
实验5:如图乙所示,让一束光从空气射入玻璃砖,光会再从它的另一侧射出.光在经过两个界面时分别向哪个方向偏折 试一试.可在图中画出光在玻璃中的折射光线和右侧空气中的折射光线.由此总结光在空气和玻璃中的折射特点.
问题1:当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线 法线方向,即折射角 入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线 法线方向,即折射角 入射角;当光垂直射入水(或玻璃)中时,传播方向 .
问题2:光的折射特点:当光从一种介质 入另一种介质时,折射光线、入射光线和法线在 ;折射光线和入射光线分别位于 ;入射角增大(或减小)时,折射角也随之 .
问题3:实验时不能将 对准眼睛,因为 对眼睛有伤害作用,严重时会导致失明.
学点3光的折射应用
实验:阅读教材P64例题,回答问题.
问题1:如图3-1-3(a)所示,当人由A处后退到B处时,都能看到硬币,再向后退到C处时,碗壁挡住了来自硬币的光,因而看不到硬币,这个原理是 ;当在碗中加水后,原观察者在原位置又看到了碗中的硬币,这个原理是 .
问题2:如图(b)所示,加水后来自硬币P的光PO从 射向 ,由于折射角 入射角,折射光OC得以进入眼睛,因而能再次看到硬币.其实人眼看到的是硬币的 像,这个像在真正硬币的上方,由进入人眼的折射光线的 相交而成[如图(c)所示].
图3-1-3
问题3:如果我们要用鱼叉叉中水中的鱼,应用鱼叉对着看到鱼的下方(选填“上方”或“下方”)叉.
答案
导学设计
学点1光从空气斜射入水中时的折射情况
设计实验:如图3-1-1所示,使一束激光射至空水槽的O点;然后向水槽中缓缓注入水,观察光路;看看水槽底部光斑的位置是否发生变化,并记录光斑的位置.
图3-1-1
分析与论证:向水槽中注入水后,光斑向左移动了一段距离.
问题1:光从空气斜射入水中时,传播方向会发生偏折,即光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折.
问题2:为了便于观察光的传播路径,可在水面上方喷些烟雾并在水中滴几滴牛奶,以便清楚地观察入射光线、折射光线的位置.
学点2探究光的折射特点
实验1:如图3-1-2甲所示,将一束光从空气经光屏的圆心O射入水中,光线进入水中后发生了什么现象
图3-1-2
实验2:将入射光线向法线靠拢,观察现象.
实验3:将光屏沿着法线向前或向后折,观察现象.
实验4:将入射光线与法线重合,观察现象.
实验5:如图乙所示,让一束光从空气射入玻璃砖,光会再从它的另一侧射出.光在经过两个界面时分别向哪个方向偏折 试一试.可在图中画出光在玻璃中的折射光线和右侧空气中的折射光线.由此总结光在空气和玻璃中的折射特点.
问题1:当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线方向,即折射角小于入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线方向,即折射角大于入射角;当光垂直射入水(或玻璃)中时,传播方向不变.
问题2:光的折射特点:当光从一种介质斜射入另一种介质时,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别位于法线两侧;入射角增大(或减小)时,折射角也随之增大(或减小).
问题3:实验时不能将激光笔对准眼睛,因为激光对眼睛有伤害作用,严重时会导致失明.
学点3光的折射应用
实验:阅读教材P64例题,回答问题.
问题1:如图3-1-3(a)所示,当人由A处后退到B处时,都能看到硬币,再向后退到C处时,碗壁挡住了来自硬币的光,因而看不到硬币,这个原理是光的直线传播;当在碗中加水后,原观察者在原位置又看到了碗中的硬币,这个原理是光的折射.
问题2:如图(b)所示,加水后来自硬币P的光PO从水射向空气,由于折射角大于入射角,折射光OC得以进入眼睛,因而能再次看到硬币.其实人眼看到的是硬币的虚像,这个像在真正硬币的上方,由进入人眼的折射光线的反向延长线相交而成[如图(c)所示].
图3-1-3
问题3:如果我们要用鱼叉叉中水中的鱼,应用鱼叉对着看到鱼的下方(选填“上方”或“下方”)叉.

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