内容正文:
第4节 光的折射
知识与技能:
1.知道光的折射现象,理解光的折射规律,知道在折射中光路是可逆的。
2.能根据光的折射规律作出已知入射光线的折射光线的大致方向。
3.能用光的折射规律解释简单的折射现象。
过程与方法:
1.经历实验探究光的折射规律的过程,重点培养通过观察和分析从现象中发现物理规律的能力。
2.观察生活中因光的折射而发生的现象。
情感、态度与价值观:
1.在探究光的折射规律的过程中,激发学生的好奇心,培养学生的探索精神,让学生体验科学探究的乐趣。
2.关注周围生活中的折射现象,乐于用学过的知识探究其中的原因。
重点:探究光从空气斜射入水中以及光从空气斜射入玻璃时的折射实验,并总结光从空气斜射入水中或其他介质中时的折射规律。
难点:能用光的折射规律解释光的折射现象。
多媒体课件、水杯、铅笔、玻璃缸(或水槽)、水。
一、情景导入
多媒体展示图片:
斜插在水中的铅笔好像折断了,站在水池中的姑娘看起来变矮了,天空中的星星好像在眨眼睛,你知道这些奇异的现象是怎么回事吗?让我们一起来走进今天的物理课堂,谜底自然就会揭晓。
如图所示漫画,描述的是一位老人在河边洗澡时发生的故事。
漫画中的老人看到的水的深度比水的实际深度深还是浅?该漫画对人们有何警示作用?通过今天这节课的学习,相信你就能解答这些问题了。
二、合作探究
光的折射
1.光的折射
我们已经知道:光在同种均匀介质中沿直线传播;光从空气射向水面会发生反射。那么光从空气进入水中,或者光从玻璃进入空气中,其传播方向又将会怎样呢?
同学们在装有水的水杯中斜插入铅笔,观察看到的现象。
同学们交流讨论:
①水中的铅笔是向哪个方向弯折的?铅笔弯折的方向与人观察的位置是否有关?
②从水杯侧面观察时,铅笔在水中部分的粗细有没有明显变化?
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向常常会发生偏折,这种现象叫做光的折射。
2.光的折射相关概念
在光的反射现象中,我们知道有反射角和折射角等相关概念名称,那么在光的折射中又有哪些相关概念呢?
(1)一点:点O为入射点(又为反射点、折射点)
(2)二辅助线相互垂直
(3)三条光线
(4)
3.探究光的折射规律
前面学习了光的反射定律,那么光在折射时有哪些规律呢?
在课前准备好的玻璃缸中加入半缸水,按照下列步骤探究光折射时的特点。
(1)让光从空气射入水中,观察折射光线、入射光线、法线之间的位置关系。
(2)比较折射角、入射角的大小关系。
(3)改变入射角的大小,观察折射角的变化情况。
(4)当光垂直射向水面时,观察光是否发生折射。
(5)让光从水中斜射入空气中,观察入射角和折射角的变化情况。
(1)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。
(2)折射角随入射角的增大而增大,随入射角的减小而减小。
(3)当光从空气垂直射入水中或其他介质中时,传播方向不变。
(4)在折射现象中,光路是可逆的。
生活中的折射现象
生活中有很多用到了光的折射的例子,如渔夫叉鱼,那么同学们知不知道有经验的渔夫是如何用鱼叉叉鱼的呢?
多媒体展示渔夫叉鱼看见鱼的光路图:渔夫用鱼叉叉鱼时,鱼叉应往看到的鱼的下方位置叉。
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。这就使鱼的实际位置与我们看到的位置有所偏差。
同学们交流讨论生活中其他关于光的折射现象并分析其原因,如“潭清疑水浅”“筷子变弯”等。
从水面上看水中的物体时,由于光从水中斜射入空气,折射光线会远离法线偏折,人逆着光看物体时,会感到水中物体的位置变高(即水面变浅)。
海市蜃楼
上现蜃景:通常空气的密度随高度的增加而减小,又由于水的比热容较大,在同样受热的情况下,海水温度较低,那么靠近海面的空气温度也较低。再由于空气是热的不良导体,因而会出现空气层的下面温度低、上面温度高的现象,而且温度差别很大,导致空气密度下面大、上面小而且差异显著。
下现蜃景:通常空气的密度随高度的增大而减小,可是在沙漠地区由于泥沙的比热容小,在同样受热的情况下,沙子升温快,那么靠近沙漠的空气温度高。又由于空气是热的不良导体,因而会出现空气层的下面温度高、上面温度低的现象,导致空气密度下面小、上面大。
第4节 光的折射
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光折射的可逆性探究是本节的难点之一,学生对可逆的概念理解不到位,逆向思维能力有待培养,影响实验的设计和操作,实验既要探究可逆性,又要促进学生对可逆性的理解,让光从不同介质入射,并引导学生找到合适的位置逆向入射,从而让学生会判断各种情况下的折射光线、反射光线,改变角度反复做几次,这样可以实现实验的双重目的,又不必花费大量的时间,分散学生的注意力。
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