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4.4 光的折射 学案
学习目标
1. 了解光的折射现象，掌握描述折射现象的六要素（一点两角三线）。
2. 通过"探究光折射时的特点"实验，掌握光的折射规律：三线共面、两线分居、空气中角大、垂直入射不变、入射角增大折射角增大、光路可逆。
3. 知道折射与反射同时发生，能区分折射现象和反射现象，理解两者各自遵守各自的规律。
4. 能够运用光的折射规律解释生活中的折射现象：池底变浅、硬币实验、叉鱼、从水中看岸上物体、海市蜃楼。
5. 能够规范地完成折射光路作图（法线用虚线、光线标箭头、正确标注入射角和折射角）。
一、课前预习
知识预习填空
1. 光从一种介质________射入另一种介质中时，传播方向通常会发生改变，这种现象叫作________。
2. 描述折射现象的六要素：一点（________）、两角（________、________）、三线（________、________、________）。
3. 折射光线、入射光线和________在同一平面内，折射光线和入射光线分居________两侧。
4. 光从空气斜射入水或玻璃中时，折射光线________（选填"向"或"远离"）法线偏折，折射角________（选填"大于"或"小于"）入射角。
5. 光从水或玻璃斜射入空气时，折射光线________（选填"向"或"远离"）法线偏折，折射角________（选填"大于"或"小于"）入射角。
6. 光从空气垂直射入水或玻璃中时，传播方向________（选填"改变"或"不变"）。
7. 入射角增大时，折射角________（选填"增大"或"减小"）。在折射现象中，光路是________的。
8. 口诀"________中角大"可以帮助判断折射角与入射角的大小关系。
9. 光从一种介质斜射到另一种介质界面时，________和________同时发生，分别遵守________定律和________规律。
二、对比归纳表
表1：光的反射与光的折射对比
光的反射与光的折射对比表
对比项目 光的反射 光的折射
定义 ________________ ________________
发生条件 ________________ ________________
光线位置关系 ________________ ________________
角度关系 ________________ ________________
光路可逆 ________________ ________________
垂直入射 ________________ ________________
作图要点 ________________ ________________
生活实例 ________________ ________________
表2：从空气看水中物体与从水中看岸上物体对比
从空气看水中物体与从水中看岸上物体对比表
对比项目 从岸上看水中物体 从水中看岸上物体
光从哪种介质出发 ________________ ________________
光进入哪种介质 ________________ ________________
折射角与入射角大小关系 ________________ ________________
折射光线偏折方向 ________________ ________________
像的位置与实物位置 ________________ ________________
典型实例 ________________ ________________
三、实验记录表——探究光折射时的特点
实验基本信息
实验目的：探究光折射时的特点，总结光的折射规律。
实验器材：激光笔、半圆形玻璃砖、圆形刻度光盘。
实验方法：控制变量法——改变入射角大小，观察折射角的变化；改变光从哪种介质射入哪种介质（空气到玻璃、玻璃到空气）。
实验安全：激光笔的光线较强，不要直射眼睛！玻璃砖轻拿轻放。
实验数据记录（至少5组数据）
实验一：光从空气斜射入玻璃
光从空气斜射入玻璃——数据记录
序号 入射角 折射角 折射角与入射角大小关系
1 ________ ________ ________________
2 ________ ________ ________________
3 ________ ________ ________________
4 ________ ________ ________________
5 ________ ________ ________________
实验二：光从玻璃斜射入空气
光从玻璃斜射入空气——数据记录
序号 入射角（在玻璃中） 折射角（在空气中） 折射角与入射角大小关系
1 ________ ________ ________________
2 ________ ________ ________________
3 ________ ________ ________________
4 ________ ________ ________________
5 ________ ________ ________________
实验三：垂直入射
光从空气垂直射入玻璃：入射角=________，折射角=________。
光从玻璃垂直射入空气：入射角=________，折射角=________。
结论：垂直入射时，传播方向________。
实验四：光路可逆验证
操作：光从空气斜射入玻璃砖，记下折射光线的位置，然后逆着折射光射入另一束光。
现象：第二束光从玻璃进入空气后，沿________的方向射出。
结论：在折射现象中，光路是________。
实验结论——光的折射规律
1. 折射光线、入射光线和法线在________（选填"同一"或"不同"）平面内。
2. 折射光线和入射光线分居________两侧。
3. 光从空气斜射入水或玻璃中时，折射角________入射角，折射光线________法线偏折。
4. 光从水或玻璃斜射入空气时，折射角________入射角，折射光线________法线偏折。
5. 光垂直射到界面时，传播方向________。
6. 入射角增大时，折射角________。
7. 在折射现象中，光路是________的。
8. 记忆口诀：________中角大。
交流反思：
1. 为什么实验中使用半圆形玻璃砖而不是普通玻璃砖？________________________________
2. 为什么入射角不能取得太大？________________________________
3. 为什么要多次改变入射角重复实验？________________________________
4. 折射规律与反射定律最大的区别是什么？________________________________
四、解题脚手架
脚手架一：折射现象分析方法（三步法）
当遇到折射现象分析题时，按以下三步法完成：
第一步：确定光的传播方向
光从________介质射向________介质。（填写"空气"或"水/玻璃"等）
第二步：判断折射角与入射角的大小关系
根据口诀"________中角大"：
- 如果光从空气进入水/玻璃：折射角________入射角，折射光线________法线。
- 如果光从水/玻璃进入空气：折射角________入射角，折射光线________法线。
第三步：确定像的位置
人眼逆着________光线看，像在________延长线的交点处。
无论光从哪种介质进入哪种介质，人眼看到的虚像位置都比实际物体位置________。
分析检查清单：
是否确定了光从哪种介质进入哪种介质？
是否运用了"空气中角大"口诀？
是否分清了折射光线和反射光线？
折射光线和入射光线是否分居法线两侧？
脚手架二：折射光路作图方法
当需要完成折射光路作图时，按以下步骤完成：
类型一：已知物体和像，画光路图（如"在A点看到水中物体S的像在S'处"）
第一步：连接________和________，画出折射光线的________（用________线表示）。
第二步：反向延长线与界面的交点即为________。
第三步：连接________和________——入射光线（用________线，带箭头指向________）。
第四步：O到A的方向即为________光线方向（用________线，带箭头指向________）。
类型二：已知入射光线，画折射光线
第一步：确定光从________介质进入________介质。
第二步：过入射点作________（用虚线表示）。
第三步：根据"________"口诀确定折射光线偏折方向。
第四步：画出折射光线（用实线，带箭头），标注入射角和折射角。
作图检查清单：
法线是否用虚线表示？
光线是否都标了箭头？
反向延长线是否用虚线？
折射光线和入射光线是否分居法线两侧？
角度关系是否符合"空气中角大"？
五、课堂练习（4道PPT原题）
练习1：选择题——光路图判断
光从玻璃斜射入空气中，下列光路图正确的是（ ）
你的答案：________
判断依据：光从玻璃斜射入空气，折射角应________入射角，折射光线应________法线。
练习2：选择题——光现象与成因对应
下列光现象与其成因对应正确的是（ ）
A. 水中倒影——光的折射
B. 雨后彩虹——光的反射
C. 形影不离——光的直线传播
D. 镜中花水中月——光的折射
你的答案：________
判断依据：________________________________________________
练习3：选择题——折射反射综合判断
如图所示，光源S发出的一束光经水面反射后，反射光与水面夹角为40度，S'是光源S经水面反射所成的像。
（1）反射角的大小为________度。
（2）入射角的大小为________度。
（3）折射角________入射角（选填"大于""小于"或"等于"）。
你的答案：________
判断依据：________________________________________________
练习4：作图题——折射光路图
在A点看到水中物体S的像在S'处，请画出光路图。
（提示：连接S'A确定折射光线的反向延长线，再确定入射点O，最后连接SO和OA）
作图区域（请在下方完成光路作图）：
第一步：连接________和________，画出反向延长线（虚线）。
第二步：入射点O在________。
第三步：连接________和________——入射光线（实线）。
第四步：________——折射光线（实线）。
六、自我评价
1. 本节课我学会了：_______________________________________________
2. 我还不太理解的地方：_______________________________________________
3. 我觉得这节课最有意思的实验是：_______________________________________________
4. 我能说出光的折射的概念吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
5. 我能说出描述折射现象的六要素吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
6. 我能说出光的折射规律（七条）吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
7. 我能用"空气中角大"口诀判断折射角与入射角的大小关系吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
8. 我能区分折射现象和反射现象吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
9. 我能用折射规律解释池底变浅的原因吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
10. 我能完成折射光路作图吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
11. 我能说出叉鱼时应该瞄准看到鱼的下方的原因吗？________（选填"能"或"还需要练习"）
12. 我对光的折射的整体理解程度（1-5分）：________分
=== 参考答案 ===
二、知识预习填空答案
1. 斜 / 光的折射
2. 入射点 / 入射角、折射角 / 入射光线、折射光线、法线
3. 法线 / 法线
4. 向 / 小于
5. 远离 / 大于
6. 不变
7. 增大 / 可逆
8. 空气
9. 反射 / 折射 / 反射 / 折射
三、对比归纳表答案
表1：光的反射与光的折射对比
光的反射：光遇到界面返回原介质 / 光射到两种介质界面 / 反射光线与入射光线分居法线两侧 / 反射角等于入射角（恒等式）/ 光路可逆 / 垂直入射时反射光线沿原路返回 / 法线用虚线，反射光线标箭头，反射角=入射角 / 平面镜成像、水中倒影、镜中花水中月。
光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质 / 光从一种介质斜射入另一种介质 / 折射光线与入射光线分居法线两侧 / 折射角与入射角是"大于或小于"关系（取决于介质） / 光路可逆 / 垂直入射时传播方向不变 / 法线用虚线，折射光线标箭头， "空气中角大"口诀 / 池底变浅、筷子弯折、海市蜃楼、彩虹。
表2：从空气看水中物体与从水中看岸上物体对比
从岸上看水中物体：光从水/玻璃出发 / 光进入空气 / 折射角大于入射角 / 折射光线远离法线 / 像的位置比实物位置高 / 池底变浅、硬币实验、叉鱼。
从水中看岸上物体：光从空气出发 / 光进入水/玻璃 / 折射角小于入射角 / 折射光线向法线偏折 / 像的位置比实物位置高 / 潜在水中看岸上景物。
四、实验记录表答案
实验数据记录
实验一：光从空气斜射入玻璃——各组数据中折射角均小于入射角，入射角增大时折射角也增大。
实验二：光从玻璃斜射入空气——各组数据中折射角均大于入射角，入射角增大时折射角也增大。
实验三：垂直入射——入射角=0度，折射角=0度，传播方向不变。
实验四：光路可逆验证——第二束光沿原入射光线的反方向射出，折射中光路可逆。
实验结论
1. 同一
2. 法线
3. 小于 / 向
4. 大于 / 远离
5. 不变
6. 增大
7. 可逆
8. 空气
交流反思：
1. 半圆形玻璃砖的底面是平面，便于确定法线方向；圆形边缘便于从刻度盘上直接读取角度。
2. 入射角过大时折射光线太弱，不易观察。
3. 多次实验使结论具有普遍性，避免偶然性。
4. 反射定律中反射角等于入射角是恒等式，折射规律中折射角与入射角的大小关系取决于光从哪种介质进入哪种介质（"大于"或"小于"关系）。
五、解题脚手架答案
脚手架一：折射现象分析方法
第一步：确定光从哪种介质射向哪种介质（如：水/玻璃 射向 空气）。
第二步：根据口诀"空气中角大"——光从空气进入水/玻璃：折射角小于入射角，向法线偏折；光从水/玻璃进入空气：折射角大于入射角，远离法线偏折。
第三步：逆着折射光线看，像在反向延长线的交点处。无论哪种情况，虚像位置都比实际物体位置升高。
脚手架二：折射光路作图方法
类型一：S'和A / 反向延长线 / 虚线 / 入射点O / S和O / 实线 / O / 折射 / 实线 / A。
类型二：确定光从哪种介质进入哪种介质 / 法线 / 空气中角大 / 画出折射光线。
六、课堂练习答案
练习1
答案：C
解析：光从玻璃斜射入空气，根据"空气中角大"口诀，折射角应大于入射角，折射光线应远离法线。选项C中折射光线远离法线，折射角大于入射角，符合折射规律。
练习2
答案：C
解析：A.水中倒影——平面镜成像，原理是光的反射，不是折射。B.雨后彩虹——光的色散，本质是光的折射。C.形影不离——影子是光的直线传播，正确。D.镜中花水中月——平面镜成像，原理是光的反射，不是折射。
练习3
答案：D
解析：反射光线与水面夹角40度，则反射角=90-40=50度。根据反射定律，入射角=反射角=50度。光从空气斜射入水，折射角小于入射角，即折射角小于50度。S'是平面镜成像的虚像。
练习4
答案：作图步骤：连接S'和A（虚线）确定折射光线反向延长线；反向延长线与水面交点O为入射点；连接S和O（实线带箭头）为入射光线；O到A（实线带箭头）为折射光线。注意：S'O用虚线，SO和OA用实线。
解析：人眼在A点看到S的像在S'处，说明S'是折射光线的反向延长线的交点。连接S'A即为折射光线的反向延长线，与水面交点O为入射点，连接SO为入射光线，OA为折射光线。
七、自我评价（参考）
根据个人实际情况填写，不设标准答案。

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