六、课后作业 优化方案 七、教学辅助手 多媒体 八、课后反思
教学大纲对本节课的要求不高,但内容非常不好理解,需要老师耐心讲解
13、1光的折射
一、三维目标 知识与技能
1、了解介质的折射率与光速的关系 2、掌握光的折射定律 3、掌握介质的折射率的概念
过程与方法
通过观察演示实验,使学生了解到光在两种介质界面上发生的现象(反射和折射),观察反射光线、折射光线随入射角的变化而变化,培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养学生分析、推理能力 情感态度与价值观
渗透物理研究和学习的科学态度的教育.实验的客观性与人的观察的主观性的矛盾应如何解决,人的直接观察与用仪器探测是有差别的,我们应用科学的态度看待用仪器探测的结果 二、教学重点
光的折射定律、折射率.折射率是反映介质光学性质的物理量,由介质来决定 三、教学难点
光的折射定律和折射率的应用.通过问题的分析解决加深对折射率概念的理解,学会解决问题的方法 四、教学过程 (一)引入
我们在初中已学过光的折射规律:折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;当光从空气斜射入水或玻璃中时,折射角小于入射角;当光从水或玻璃斜射入空气中时,折射角大于入射角.初中学的光的折射规律只是定性地描述了光的折射现象,而我们今天要定量地进行研究 (二)新课教学
演示:将光的激光演示仪接通电源,暂不打开开关,将烟雾发生器点燃置入光的折射演示器中,将半圆柱透明玻璃放入对应的位置.打开开关,将激光管点燃,让一束激光照在半圆柱透明玻璃的平面上,让光线垂直于平面过圆心入射(沿法线入射),观察折射情况:a.角度,b.明暗程度与入射光线进行对比.然后改变入射角进行记录,再次观察能量改变的情况.最后进行概括、归纳、小结
1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配
我们可以得出结论:随入射角的增大,反射光线的能量比例逐渐增加,而折射光线的能量比例逐渐减小
2、经历了近1500年才得到完善的定律
(1)历史发展:公元2世纪古希腊天文学家托勒密通过实验得到: A.折射光线跟入射光线和法线在同一平面内; B.折射光线和入射光线分居在法线的两侧; C.折射角正比于入射角. 德国物理学家开普勒也做了研究
(2)折射定律:最终在1621年,由荷兰数学家斯涅耳找到了入射角和折射角之间的关系 将一组测量数据抄写在黑板上让学生进行计算(用计算器),光线从空气射入某种玻璃 入射角i(°) 折射角r(°)
10 20 30 40 50 60 70 80
通过分析表中数据可以得出结论:
入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.如果用n来表示这个比例常数,就有
这就是光的折射定律,也叫斯涅耳定律
演示:如果使光线逆着原来的折射光线到界面上,折射光线就逆着原来的入射光线射出,这就是说,在折射现象中光路也是可逆的.(在反射现象中,光路是可逆的)
3.折射率n
i/r
sini/sinr
光从一种介质射入另一种介质时,虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n,但是对不同的介质来说,这个常数n是不同的.这个常数n跟介质有关系,是一个反映介质的光学性质的物理量,我们把它叫做介质的折射率
i是光线在真空中与法线之间的夹角.
r是光线在介质中与法线之间的夹角.光从真空射入某种介质时的折射率,叫做该种介质的绝对折射率,也简称为某种介质的折射率.相对折射率在高中不作要求.又因为空气的绝对折射率为,在近似计算中认为空气和真空相同,故有时光从空气射入某种介质时的折射率当作绝对折射率进行计算
(2)折射率的定义式为量度式.折射率无单位,任何介质的折射率不能小于1
4.介质的折射率与光速的关系.理论和实验的研究都证明:某种介质的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比
例1 光在某介质中的传播速度是×10m/s,当光线以30°入射角,由该介质射入空气时,折射角为多少
解:由介质的折射率与光速的关系得
又根据介质折射率的定义式得
r为在空气中光线、法线间的夹角即为所求.i为在介质中光线与法线间的夹角30°. 由(1)、(2)两式解得:
所以r=45°. 练习:
这种玻璃中传播的速度之比是多少9∶8
8
(2)光线由空气射入某种介质,折射光线与反射光线恰好垂直,已知入射角是53°,则这种介质可能是什么水
(3)一束宽度为10 cm的平行光束,以 60°的入射角从空气射入折射 五、板书设计
13、1光的折射
1、在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配
随入射角的增大,反射光线的能量比例逐渐增加,而折射光线的能量比例逐渐减小 2、折射率n
(2)折射率的定义式为量度式.折射率无单位,任何介质的折射率不能小于1
3、介质的折射率与光速的关系
六、课后作业 优化方案
七、教学辅助手 接线板、火柴、烟雾发生器及烟雾源、半圆柱透明玻璃 八、课后反思
本节课学生不好理解的地方在折射率的应用,需要老师耐心讲解,学生根据例题慢慢体会