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1、
第4節(jié) 光的折射
課題
運動的描述
課型
新授課
教
學
目
標
知識與技能
1.了解光的折射現(xiàn)象.
2.了解光從空氣射入水中或其他介質(zhì)中時的偏折規(guī)律.
3.了解光在發(fā)生折射時，光路的可逆性.
4.了解光的折射在生產(chǎn)、生活中的應用.
過程與方法
1.通過觀察，認識折射現(xiàn)象.
2.經(jīng)歷實驗探究光的折射規(guī)律的過程，重點培養(yǎng)通過觀察和分析，從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的能力.
情感、態(tài)度與價值觀
在探究光的折射規(guī)律的活動中，有對科學的求知欲，能保持對自然界的好奇，樂于探索自然.有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識.
教學重點
1.探究光折射時的特點的實驗
2、和光的折射規(guī)律.
2.光的折射作圖.
教具準備
演示用：激光光源、光的折射演示裝置、水槽、三角尺、多媒體課件.
學生用：玻璃杯、碗、筷子、茶杯、硬幣、適量的水.
教學難點
1.總結(jié)歸納光的折射規(guī)律.
2.解釋簡單的折射現(xiàn)象.
教學課時
1課時
課前預習
1.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向 發(fā)生偏折 ，這種現(xiàn)象叫光的折射.
2.在折射現(xiàn)象中， 入射光線 與法線的夾角叫入射角， 折射光線 與法線的夾角叫折射角，折射光線與入射光線位于 不同 介質(zhì)中.
3.光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時，折射光線向 法線 偏折，即折射角 小于入射角.
4.光線垂直兩介質(zhì)界面
3、入射時，入射角等于 0 ，折射角等于 0 ，即光的傳播方向 不變 .
鞏固復習
教師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固.
備課筆記
新課導入
我們平時會發(fā)現(xiàn)，把筷子放進裝滿水的杯子時，筷子好像在水面折斷了.這到底是什么緣故呢？今天我們學習光的折射后就可以解釋這種奇怪的現(xiàn)象了.
進
行
新
課
光的折射現(xiàn)象
我們已經(jīng)學習了光的直線傳播現(xiàn)
4、象、反射現(xiàn)象，以及光在反射時所遵循的規(guī)律——光的反射定律.這些現(xiàn)象都是光在同種均勻介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象.那么光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時又將如何傳播呢？
生1：傳播方向不改變，仍沿直線傳播.
生2：傳播方向要發(fā)生改變.
光從空氣斜射入水中，如果改變方向，是向界面偏折呢？還是向法線偏折？
生1：向界面偏折.
生2：向法線偏折.
上面問題的回答誰對誰錯呢？下面我們用實驗來驗證一下.
教師利用演示實驗讓學生觀察光的折射現(xiàn)象.實驗裝置如圖所示，其中圓形白色屏E（可用2 cm厚木板刷上白油漆制成）邊緣標有均勻刻度，中間開有長方形口，恰好將長方形玻璃容器放進去，容器中裝適量的水，并在水中插有可
5、轉(zhuǎn)動的白色屏F（樹脂板或塑料板），白色屏E和F可顯示光束傳播的路徑.白色屏E周圍上有一可移動的激光光源S（可用激光棒）.
演示1：
使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面.
現(xiàn)象：光從空氣斜射入水中，在空氣中發(fā)生反射，同時在水面處改變方向進入水中，并向法線偏折.
師生共同分析得出結(jié)論.
板書：
光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射.
光的折射規(guī)律
1.有關折射的幾個專用名詞
教師把剛才的光的折射現(xiàn)象在黑板上畫出它的光路圖.從圖中介紹，什么是折射光線和折射角.為了防止學生把折射光線與界面的夾角誤認為折射角，所以，要特別指出，折射角是折射光
6、線與法線的夾角.
備課筆記
知識拓展：
1.當光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)中時，在兩種介質(zhì)的分界面上，光線的傳播方向一般要發(fā)生改變.其中一部分光發(fā)生反射，同時還有一部分光進入另一種介質(zhì)中發(fā)生折射.
2.折射是在光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)的分界面處發(fā)生的.因為光是在兩種介質(zhì)中傳播的，所以傳播的速度各不相同.
進
行
新
課
2.光的折射規(guī)律
演示2：使E、F在同一平面上，讓光從空氣斜射向水面，改變?nèi)肷浣?，再做兩?
演示過程要讓學生觀察兩點：
7、
①光從空氣射入水中，入折角和折射角哪個大？
②隨著入射角的增大（減小）折射角將如何改變？
現(xiàn)象:①光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角.
②折射角隨著入射角的增大 （減?。┒龃螅p?。?
演示3:把白色屏F分別向前、向后折（使E、F不在同一平面上），讓光以某一角度射向水面.
大家能否看到水中的光線？
生：看不見.
師生共同分析得出結(jié)論：
①折射光線、入射光線、法線位于同一平面內(nèi).
②折射光線、入射光線位于法線的兩側(cè).
演示4:讓光垂直射向水面.
大家觀察一下進入水中的光線沿什么方向前進？
生：光沿直線傳播，傳播方向不變.
師生共同分析得出結(jié)論：
當光線垂直射向
8、介質(zhì)表面時，傳播方向不改變.
當光線垂直射向介質(zhì)表面時，入射角和折射角各是多少度？
生：當光線垂直射向介質(zhì)表面時，入射角為0,折射角也為0.
如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質(zhì)射入空氣中，光線是否沿原入射光線射出呢？
演示5:
①先讓光由空氣射入水中，記下入射光線、入射點、折射光線的位置.
②再讓光線逆著折射光線方向射入，觀察光線是否逆著原入射光線方向射出.
教師演示，學生觀察后師生共同分析得出結(jié)論：在折射時光路是可逆的.
板書：
光的折射規(guī)律：
（1）三線共面: 折射光線、入射光線、法線在同一平面上.
（2）兩線分居: 折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè),且位于不
9、同的兩種介質(zhì)中.
（3）兩角關系:
①光從空氣斜射入水或玻璃等透明物質(zhì)中時,折射光線向法線方向偏折,即折射角小于入射角;
②光從水或玻璃等透明物質(zhì)斜射入空氣中時,折射光線向遠離法線方向偏折,即折射角大于入射角；
③折射角隨入射角的改變而改變:入射角增大時,折射角也增大,入射角減小時,折射角也減小;
④光線垂直射入界面時,傳播方向不變,入射角為零度,折射角為零度,反射角也為零度.
（4）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.
備課筆記
方法技巧：
口訣記憶“光的折射規(guī)律”：三線共面，法線居中，氣大他?。纯諝庵械慕嵌却笥谄渌橘|(zhì)中的角度）.
知識拓展：
從以下四點理解光的折射規(guī)律
10、
（1）弄清概念.弄清入射點、入射角、折射角、入射光線、折射光線、法線的含義，特別是法線，它既是界面的垂線，又是作圖時畫入射角和折射角的參照標準.
（2）折射角隨入射角的增大而增大，但不成正比，敘述時應先說折射角后說入射角.
（3）無論光是從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中，還是光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中，在空氣中的角總是大于在水或是其他介質(zhì)（真空除外）中的角.
（4）折射光路是可逆的.折射現(xiàn)象中，光線的傳播方向顛倒時，光傳播的路徑是不變的（沿原路返回）.
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課
【例1】（多媒體展示）如圖所示各光路圖能反映光從玻璃斜射入空氣中的是
11、（ ）
解析：按照光的折射規(guī)律判斷.當光從空氣中斜射入玻璃中時，折射角小于入射角，由此可判斷A項錯誤、D項正確.當光線從玻璃中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，由此判斷B項錯誤、C項正確，而本題是光從玻璃斜射入空氣中，故正確答案是C.
答案：C
光的折射作圖
1.盛了水的碗，看上去好像變淺了.（池水變淺）
教師引導學生分析：如圖所示，從碗底S點發(fā)出的光線，由水進入空氣時，在水面上會發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼，人眼逆著折射光線的方向看去，覺得這些光線好像是從它們反向延長線交點S′發(fā)出來的.S′就是S的虛像，S′比S離水面的距離近.所以，人看上去盛水的碗底好
12、像變淺了.
2.放在杯底剛好看不見的硬幣，加上水又會看得見.（硬幣升高）
教師引導分析：在未加水之前的硬幣S點，射入人眼的這部分光，被杯的邊沿擋住如圖甲所示，射向其他方向的光線，也沒有射進人的眼睛，所以，人眼看不見硬幣.當水加到一定程度時，S點從水射入空氣時，在水面發(fā)生折射，折射角大于入射角，折射光線進入人眼.如圖乙所示，人可以看見硬幣，其實，人看到的只是硬幣的虛像.
【例2】（多媒體展示）如圖1所示，
一激光燈從點S發(fā)出的一束射向水面的光，在界面發(fā)生反射和折射，折射光線經(jīng)過P點，請你在圖中作出入射光線及其相應的反射光線和折射光線.
圖1
解析
13、：作圖時，先連接點S和點P，交水面于A點（虛線），再從P點向水面作垂線，垂足是B，根據(jù)光從空氣射入水中時光的折射規(guī)律（折射角小于入射角）知，入射角O在A點和B點之間的某一處，接下來在A點和B點之間的水面上選一個恰當?shù)娜肷潼cO（O點的選取略），作出入射光線和折射光線，使得入射角大于
備課筆記
知識拓展：
光的折射作圖兩注意：
一是要明確光的傳播方向，即光是由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣；二是記住光的折射規(guī)律的核心點，即無論是光由空氣斜射入其他介質(zhì)還是由其他介質(zhì)斜射入空氣中，空氣中的角
14、總是大角.
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課
折射角，即符合光從空氣進入水中的折射規(guī)律.作反射光線有兩種方法，一種是作出S點關于水面的對稱點S′，連接S′O并延長，延長線即是反射光線；另一種方法是根據(jù)光的反射定律作圖.
答案：如圖2所示.
或
圖2
折射規(guī)律的應用
結(jié)合教材P82圖4.4-4，討論有經(jīng)驗的漁夫是如何用魚叉叉魚的？
教師評價、補充：有經(jīng)驗的漁夫只有瞄準魚的下方才能叉到魚的.
【例3】（多媒體展示）如圖所示的漫畫說明了一個什么問題？
解析：
由于光的折射，當水底的光線由水中射入空氣，在水和空氣的交界面發(fā)生折射，游泳者逆著折射光線
15、看到的是水底的虛像，比實際的水底淺，從而發(fā)生溺水事故.
答案：漫畫說明了游泳者所看到的水底實際上是水底發(fā)生折射所成的虛像.由于虛像比實際水底向上發(fā)生了側(cè)移，游泳者看到水的深度比水的實際深度要淺，因此游泳者看到的水并不太深，導致誤判從而發(fā)生溺水事故.
教
學
板
書
課
堂
小
結(jié)
這一節(jié)課我們首先認識了光的折射現(xiàn)象，光從一種介質(zhì)斜射向另一種介質(zhì)時，其傳播方向一般會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就叫光的折射.然后我們通過實驗小結(jié)出了光的折射規(guī)律.我們認識的光的折射現(xiàn)象都要遵守光的折射規(guī)律，在光的折射中，同光的反射一樣，光路也是可逆的.其實光的折射現(xiàn)象在我們的生活中有很多，要多
16、觀察并會用光的折射規(guī)律作出合理的解釋.希望各位同學努力學習，改造自然，將我們生活的環(huán)境變得更加美麗！
教
材
習
題
解
答
【教材P83“想想議議”】
在圖中，起初茶碗看起來是空的，但當你慢慢往茶碗中倒水時，就會發(fā)現(xiàn)碗中原來還藏著一枚硬幣.想一想，這是為什么？嘗試著在家里表演這個小魔術，并向其他人解釋.
解：向碗中加水后，根據(jù)光的折射規(guī)律，光由水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，所以
17、進入人眼睛的光線向下彎折，但人總感覺光是沿直線傳播的，所以在進入人眼的折射光線的反向延長線上人會看到硬幣的虛像，這個虛像的位置比硬幣的實際位置高，因此向碗中加水后，能看到硬幣的虛像.
【教材P84“動手動腦學物理”】
1.圖中，哪一幅圖正確地表示了光從空氣進入玻璃中的光路？
解：由光的折射規(guī)律：當光線從空氣斜射入其他介質(zhì)中時，會向法線方向偏折，同時入射光線和折射光線應居于法線兩側(cè)，故應選丙.
2.一束光射向一塊玻璃磚（如圖），并穿過玻璃磚.畫出這束光進入玻璃和離開玻璃后的光線（注意標出法線）.
解：如圖所示.
3.小明在平靜的湖邊看到“云在水中飄，魚在云上游”.請你說一說這
18、一有趣的現(xiàn)象是怎么形成的.
解：
人在岸上看到水中的魚實質(zhì)上是由于光的折射，魚在水中形成的虛像，水中的白云是由于光的反射而形成的虛像（相當于平面鏡成像）.
4.如圖所示，一束光射入杯中，在杯底形成光斑.逐漸往杯中加水，觀察到的光斑將會如何移動？
解：觀察到的光斑將會向右移動.
易錯提示：
注意當光垂直入射到另一種介質(zhì)中時，傳播方向不變，即折射角和入射角都是0
難
題
解
答
【例4】小宇利用如圖所示裝置
19、將一束光由水中斜射到空氣中，來探究“光的折射規(guī)律”.
（1）為了更清晰地觀察水中的光路，可以采用的辦法是 .實驗中， （填“能”或“不能”）看見反射光線.
（2）實驗的折射光路如圖所示，可以判定折射角 （填“大于”“小于”或“等于”） 入射角.增大入射角時，折射角 （填“增大”或“減小”）.
解析：（1）通過向水中加入墨水（或牛奶等），能看到光傳播的清晰路徑.在界面處發(fā)生折射時，必定也發(fā)射反射，故能看到反射光線.（2）光由水斜射入空氣中時，入射角小于折射角，入射角增大時，折射角也增大
20、.
答案：（1）向水中加墨水（或牛奶等）能（2）大于增大
【例2】將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖甲所示，請畫出這束光線在水中傳播最后射出水面的光路圖.
解析：當光垂直射到水面上時，傳播方向不變.射到平面鏡上時，光的傳播遵循光的反射定律.當光從水中斜射入空氣中時，折射角大于入射角.
答案：如圖乙所示.
知識拓展：
由于大氣是不均勻的，早晨，當太陽還在地平線以下時，太陽發(fā)出的光在不均勻的大氣層中發(fā)生了折射，所以我們逆著折射光線看去，就看見了太陽升高了的虛像，
21、好像太陽已經(jīng)升起來了.夏天海面附近的溫度比高空低，空氣由于熱脹冷縮，上層的空氣就比海面附近的空氣稀疏，遠處物體反射的太陽光，在射向空氣的過程中發(fā)生折射，逐漸向地面彎曲，進入觀察者眼中，逆著光線方向望去，就覺得像海面上空的物體射來的一樣.這就是美麗的“海市蜃樓”現(xiàn)象.
布置作業(yè)：教師引導學生課后完成本課時對應練習，并預習下一課時內(nèi)容.
教
學
反
思
1.與光的直線傳播和光的反射相比，學生對光的折射的生活積累和感性認識要少得多，“叉魚”、“看彩虹”不要說是城鎮(zhèn)學生，連鄉(xiāng)村學生見過的也不多，“折射斷筷”在小
22、學看見老師做過，“海市蜃樓”少數(shù)學生從一些媒體上有所耳聞，因此在折射現(xiàn)象的呈現(xiàn)環(huán)節(jié)必須充分、直觀，以引起學生的好奇心，激發(fā)探究的欲望.
2.在理解光的折射規(guī)律時，不必死記硬背，關于折射角和入射角的大小關系，可以先記光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時，折射角小于入射角，再根據(jù)光路可逆，光從水或其他介質(zhì)斜射入空氣中時，折射角大于入射角.
3.由于學生學習物理的時間不長，動手實驗有一定的模仿性，在這一階段需做必要的演示.有光的反射探究的經(jīng)驗，只要引導學生處理好光路的可視化問題，折射規(guī)律的探究操作就不困難了；由于學生的視角遠不同于老師，在實驗歸納環(huán)節(jié)可能會糾纏于某些枝節(jié)或偏重于某一方面得不出完整的結(jié)論
23、，所以在這里采用了類比法，以光的反射規(guī)律為比照來歸納光的折射規(guī)律，同時用多媒體展示臺加強交流和評估，力爭讓所有學生都能獲得正確完整的實驗方案和結(jié)論，以利于規(guī)律運用環(huán)節(jié)的教學和后續(xù)學習.
4.光折射的可逆性探究是本節(jié)的難點之一，學生對可逆的概念理解不到位，逆向思維能力有待培養(yǎng)，影響實驗的設計和操作，實驗既要探究可逆性，又要促進學生對可逆性的理解，有必要引導學生用兩點定線法標注折射光線和入射光線，引導學生找到合適的位置逆向入射.改變角度反復做幾次，這樣可以實現(xiàn)實驗的雙重目的，又不必花費大量的時間，分散學生的注意力.
教學過程中老師的疑問：
教師點評和總結(jié)
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學八年級物理上冊 第四章 第4節(jié) 光的折射導學案 新版新人教版
