内容正文:
第3课时
(新教材)初中科学浙教版八年级上册
第一章 对环境的察觉
第四节 光的反射和折射
科学概念: 理解光的折射现象及其核心规律(折射定律),掌握入射角、折射角、法线等概念,认识不同介质(如水/玻璃)的折射特性。
科学思维: 运用归纳、类比推理和变量控制思维,分析光路变化,解释自然现象(如池底变浅)并解决实际问题(如渔叉捕鱼校正)。
探究实践: 通过设计并完成光从空气射入水/玻璃的实验,精准绘制光路图,测量并分析入射角与折射角的数据关系。
态度责任: 认识折射规律的普适性和科学价值,关注其在技术(如光纤通信)中的应用,形成科学解释自然现象的态度和安全用光意识。
学习目标
将一根筷子斜放入装有水的杯子里,从上面往下看,筷子发生了什么变化?
筷子在水中的部分好象向上偏折了的真相。
新课引入
光从一种介质射向另一种介质时,除了发生反射,还会出现什么情况呢?请你选用实验器材进行研究。
学习任务一
实验器材:激光笔、装有水的水槽、玻璃砖、白纸。
探索实践
光从空气进入水中
光从空气进入玻璃
1.定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折,这种现象叫光的折射。
光的折射
知识构建
2.光的折射中的基本概念
α
γ
C
N
N′
A
O
玻璃
界面
O:入射点
NN′ :法线
α :入射角
γ:折射角是折射光线与法线之间的夹角γ叫做折射角。
AO:入射光线 OC:折射光线
知识构建
研究光的折射现象
请你类比光的反射定律,找到光折射时的特点。
1. 折射光线、入射光线、法线在同一平面内?
2. 折射光线、入射光线分居在法线两侧?
3. ……
猜想
实验器材:
激光笔、水、光的折射演示仪、香、火柴
学习任务二
探索实践
实验步骤
让一束光从空气以不同的角度射入水中,观察:
1. 光束在空气中和水中的径迹;
2. 光束进入水中以后传播方向
是否发生了偏折?
3. 向哪个方向偏折?
实验过程
探究实践
实验现象和结论
1. 当光从空气_____射入水中时,光的传播方向发生偏折;当光______射入水面时,光的传播方向不发生改变。
斜
垂直
2. 当光从空气斜射入水中时,折射光线______法线(选填“靠近”或“远离”),折射角______入射角(选填“大于”、“等于”或“小于”) 。
靠近
小于
知识构建
实验现象和结论
3. 当光从空气斜射入水中时,折射角随着入射角的增大而_______;随着入射角的减小而______ (选填“增大”或“减小”)。
增大
减小
知识构建
折射现象中,光路可逆吗?
在折射现象中,光路可逆。
学习任务三
探索实践
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角。折射角随着入射角的增大而增大。
折射光线、入射光线与法线在同一平面内;折射光线、入射光线分居在法线两侧。
折射现象中,光路可逆。
光的折射特点
知识构建
如果有一束光从水中斜射入空气,那么折射光线将怎样偏离?请比较折射角与入射角大小。
空气
折射光线远离法线
折射角大于入射角。
思考与讨论
目标 会利用水流模拟演示光在光纤中的传播
器材 矿泉水瓶,吸管,激光笔等
过程 内容 图示 现象
步
骤
1 在矿泉水瓶侧壁打一小孔,
插入一小段吸管,接口处用
热熔胶或橡皮泥密封;然
后,在瓶内装满水,盖上瓶
盖,放置于浅水槽内,如图
甲所示 ________________________________
甲
探索实践
过程 步
骤
2 如图乙所示,在较暗的环境中,让激光笔照射到吸管对侧位置,使光恰能穿过吸管,在吸管一侧的光屏(手掌)处形成光斑 ________________________________
乙 光垂直照射矿泉水瓶侧壁,光沿直
线传播
过程 步
骤
3 如图丙所示,在较暗的环境中,打开矿泉水瓶的瓶盖,让水从吸管流出,水弯曲地流出,观察激光笔发出光的
传播路径,以及红色光斑的位置变化 __
丙 光沿着水流弯曲传播
探索实践
1.哪些方法可以使实验现象更明显
利用绿光进行实验,在较暗的环境中可以更清晰。
2.当光通过弯曲的水流时,为什么也会随之弯曲
光从水流斜射入空气中,会发生全反射现象
思考与讨论
生活中的折射现象
我们在岸边看见的水中的“鱼” 是光的折射形成的一个虚像。鱼的真实位置在像的下方。
鱼的真实位置
鱼的像
知识构建
生活中的折射现象
潜水员在水下看岸上的树木是变高了,还是变矮了?
A
A
变高了
水中的人看到的是岸上树的虚像,它比树的真实位置高
知识构建
海市蜃楼的奥秘
海市蜃楼是一种由光在不均匀介质中传播时发生弯折而产生的现象。
科学阅读
阅读课本P32说一说海市蜃楼的成因。
科学阅读
沙漠中的海市蜃楼视频。
科学阅读
光的反射与光的折射
光的反射 光的折射
不
同
点 发生条件 可以在任何物体的表面发生 在不同介质的分界面或同种不均匀介质中发生
角度大小关系 反射角始终等于入射角 折射角与入射角不相等
光垂直入射时的
方向 反射光线与入射光线方向相反 折射光线与入射光线方向相同
相同
点 三线共面,法线居中,光路可逆,反射角和折射角都随入射角的增大(减小)而增大(减小),所成的像都是虚像
知识构建
起初看起来是“空的”碗里出现了一枚硬币,
这是为什么呢?
拓展延伸
例1:如图,一束光射入杯中,在杯底形成光斑。逐渐往杯中加水,观察到的光斑将会如何移动?
初始液面的位置
升高后液面的位置
A
B
B′
O
O′
B点向B′点方向移动
解析
课堂练习
例2:我们能看到斜放入水中的吸管在水面处发生弯折。你看到水中的吸管是向上弯折还是向下弯折?为什么?
吸管下端发出的光从水中斜射向空气时会在水面处发生偏折,人眼逆着折射光看去,会感觉吸管下端升高了,即水中的吸管向上弯折。
解析
课堂练习
光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折。
光从空气斜射入水中或其他介质中时,折射角小于入射角;
折射角随着入射角的增大而增大;
在折射现象中,光路可逆。
折射断筷、铅笔错位、池水变浅、海市蜃楼
光的折射
光的
折射
生活中的
折射现象
光的
折射特点
课堂小结
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