4.1光的折射教学案-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.1光的折射教学案-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 256.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-13 12:33:37 | ||
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文档简介
X x x x 中学物理学科教学案
高二·2部 课题：4.1光的折射
总第（ ）课时使用日期21年12月 日 主备人：x x x 审核人：物理组
班级 姓名____________
课标 通过实验，理解光的折射定律；会测量材料的折射率
学习目标 1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系，并会进行相关计算．
重点 理解光的折射定律，知道折射率与光速的关系，并会进行相关计算．
学习过程学习过程学习过程学习过程 【预习--自主建构】一、折射定律1．折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的 时，一部分光 第2种介质的现象．2.折射定律：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位于法线的 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 ，即 。(n12是比例常数，它与入射角、折射角的大小 ，只与 有关)3．光路的可逆性：在光的反射和折射现象中，光路都是 .4．折射角与入射角的大小关系当光从真空斜射入介质时，入射角 折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角 折射角；当光垂直射入介质时，光 偏折。二、折射率1．定义：光从 射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的 ，简称折射率，用字母 表示．即n＝.2．物理意义：反映介质的 性质的物理量．3．折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在 的传播速度c与光在 中的传播速度v之比，即n＝ ．4．特点：由于c＞v，故任何介质的折射率n都 (填“大于、小于或等于”)1.【探究--深化理解】探究一：对折射率的理解折射率大小不仅与介质有关，还与光的 有关。例如，当白光通过三棱镜折射后，我们可以看到红光偏折最 ，紫光偏折最 。说明同一种介质对不同频率f(波长λ)的光，折射率n也 。其中红光波长较长，频率较 ，折射率较 。另外，根据n＝ ，不同频率f(波长λ)的光在同一介质中传播速度 ，红光折射率较 ，波速v较 。探究二：测定玻璃的折射率1．实验思路：根据光的折射定律，测量玻璃折射率的关键是想办法测量出入射角和折射角，为此必须要确定一条光路。如图所示，当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律n＝，就可以求出玻璃的折射率了。实验过程：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a 和 a′(如上图)。然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB 的延长线与直线a 的交点就是O。眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B 把 A 挡住，这样大头针A、B 就确定了射入玻璃砖的光线。在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B 都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么，后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。3．数据处理：(1)平均值法。算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖的折射率。(2)图象法。以sinθ1值为横坐标、sinθ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示．描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线．求解图线斜率k，则k＝＝，故玻璃砖折射率n＝。(3)作图法。在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示．由于sinθ1＝，sinθ2＝，且CO＝DO，所以折射率n1＝＝。4．误差分析：(1)玻璃砖移动。(2)玻璃砖的两个平行的折射面与两条平行轮廓线没完全重合。5．注意事项：(1)玻璃砖的两个边aa′'必须画准确，才能确定法线和准确地画出人射角和折射角。注意不能用玻璃砖替代直尺画线，避免划伤和污染玻璃砖的光学面。可以用铅笔先在白纸上描出玻璃砖每个界面的两个点，然后取下玻璃砖再用直尺连成线。(2)实验时，尽可能将大头针竖直地插在纸上，且A和B之间、B和O之间、C和D之间、C和O'之间距离要稍大一些。要透过玻璃砖观察大头针的像，而不是看玻璃砖上面的大头针的顶部。(3)人射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差。(4)实验的过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变，不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面。(5)应选用宽度较大的玻璃砖，宽度宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。【练习--学以致用】1、（多选）关于折射率，下面说法正确的是（ ）A．根据n＝.可知，介质的折射率与入射角正弦成正比，与折射角正弦成反比B．介质中的光速由介质的折射率决定C．由n=c/v可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D．光由一种介质进入另一种介质时，频率不变2．一束光从真空进入某介质，方向如图所示，则该介质的折射率为________，若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为________．3．(多选)某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤准确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa′与bb′不平行，则( )A．入射光线与出射光线两条直线平行 B．入射光线与出射光线两条直线不平行C．他测出的折射率偏大 D．他测出的折射率不受影响4、光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度大小;(3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？5.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )A. B. C. D.6、有一水池实际深度为3 m，当垂直水面向下看时，水的视深为多少？(已知水的折射率为)7、(多选)根据图中的漫画，判断下列说法正确的是( )A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些
总结反思
参考答案
【预习--自主建构】
1、分界面 进入 2、同一平面内 两侧 正比 无关 介质1和介质2 3、可逆的 4、大于 小于 不发生
二、1、真空 绝对折射率 n 2、光学 3、真空中 这种介质 4、大于
【探究--深化理解】
探究一：频率 大 小 不同 小 小 不同 小 大
【练习--学以致用】
BCD 2、 3、BD 4、（1）如图
1.73×108 m/s （3）
5、C 6、2.25m 7、BD
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高二·2部 课题：4.1光的折射
总第（ ）课时使用日期21年12月 日 主备人：x x x 审核人：物理组
班级 姓名____________
课标 通过实验，理解光的折射定律；会测量材料的折射率
学习目标 1.理解光的折射定律，并能用来解释和计算有关问题.2.理解折射率的物理意义，知道折射率与光速的关系，并会进行相关计算．
重点 理解光的折射定律，知道折射率与光速的关系，并会进行相关计算．
学习过程学习过程学习过程学习过程 【预习--自主建构】一、折射定律1．折射现象：光从第1种介质射到该介质与第2种介质的 时，一部分光 第2种介质的现象．2.折射定律：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位于法线的 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 ，即 。(n12是比例常数，它与入射角、折射角的大小 ，只与 有关)3．光路的可逆性：在光的反射和折射现象中，光路都是 .4．折射角与入射角的大小关系当光从真空斜射入介质时，入射角 折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角 折射角；当光垂直射入介质时，光 偏折。二、折射率1．定义：光从 射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的 ，简称折射率，用字母 表示．即n＝.2．物理意义：反映介质的 性质的物理量．3．折射率与光速的关系：某种介质的折射率，等于光在 的传播速度c与光在 中的传播速度v之比，即n＝ ．4．特点：由于c＞v，故任何介质的折射率n都 (填“大于、小于或等于”)1.【探究--深化理解】探究一：对折射率的理解折射率大小不仅与介质有关，还与光的 有关。例如，当白光通过三棱镜折射后，我们可以看到红光偏折最 ，紫光偏折最 。说明同一种介质对不同频率f(波长λ)的光，折射率n也 。其中红光波长较长，频率较 ，折射率较 。另外，根据n＝ ，不同频率f(波长λ)的光在同一介质中传播速度 ，红光折射率较 ，波速v较 。探究二：测定玻璃的折射率1．实验思路：根据光的折射定律，测量玻璃折射率的关键是想办法测量出入射角和折射角，为此必须要确定一条光路。如图所示，当光以一定的入射角透过一块两面平行的玻璃砖时，只要找出与入射光线AO相对应的出射光线O′D，就能够画出光从空气射入玻璃后的折射光线OO′，于是就能测量入射角θ1、折射角θ2。根据折射定律n＝，就可以求出玻璃的折射率了。实验过程：在木板上面铺一张白纸，把玻璃砖放在纸上，描出玻璃砖的两个边a 和 a′(如上图)。然后，在玻璃砖的一侧插两个大头针A、B，AB 的延长线与直线a 的交点就是O。眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使B 把 A 挡住，这样大头针A、B 就确定了射入玻璃砖的光线。在眼睛这一侧再插第三个大头针C，使它把A、B 都挡住，插第四个大头针D，使它把前三个大头针都挡住，那么，后两个大头针就确定了从玻璃砖射出的光线。3．数据处理：(1)平均值法。算出不同入射角时的比值，最后求出在几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖的折射率。(2)图象法。以sinθ1值为横坐标、sinθ2值为纵坐标，建立直角坐标系，如图所示．描数据点，过数据点连线得一条过原点的直线．求解图线斜率k，则k＝＝，故玻璃砖折射率n＝。(3)作图法。在找到入射光线和折射光线以后，以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO交于C点，OO′(或OO′的延长线)交于D点，过C、D两点分别向NN′作垂线，交NN′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的长，如图所示．由于sinθ1＝，sinθ2＝，且CO＝DO，所以折射率n1＝＝。4．误差分析：(1)玻璃砖移动。(2)玻璃砖的两个平行的折射面与两条平行轮廓线没完全重合。5．注意事项：(1)玻璃砖的两个边aa′'必须画准确，才能确定法线和准确地画出人射角和折射角。注意不能用玻璃砖替代直尺画线，避免划伤和污染玻璃砖的光学面。可以用铅笔先在白纸上描出玻璃砖每个界面的两个点，然后取下玻璃砖再用直尺连成线。(2)实验时，尽可能将大头针竖直地插在纸上，且A和B之间、B和O之间、C和D之间、C和O'之间距离要稍大一些。要透过玻璃砖观察大头针的像，而不是看玻璃砖上面的大头针的顶部。(3)人射角θ1应适当大一些，以减小测量角度的误差。(4)实验的过程中玻璃砖与白纸的位置都不能改变，不能用手触摸玻璃砖光洁的光学面。(5)应选用宽度较大的玻璃砖，宽度宜在5cm以上，若宽度太小，则测量误差较大。【练习--学以致用】1、（多选）关于折射率，下面说法正确的是（ ）A．根据n＝.可知，介质的折射率与入射角正弦成正比，与折射角正弦成反比B．介质中的光速由介质的折射率决定C．由n=c/v可知，介质的折射率与介质中的光速成反比D．光由一种介质进入另一种介质时，频率不变2．一束光从真空进入某介质，方向如图所示，则该介质的折射率为________，若光在真空中的传播速度为c，则光在该介质中的传播速度为________．3．(多选)某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤准确无误，但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面aa′与bb′不平行，则( )A．入射光线与出射光线两条直线平行 B．入射光线与出射光线两条直线不平行C．他测出的折射率偏大 D．他测出的折射率不受影响4、光线以60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直．(真空中的光速c＝3.0×108 m/s) (1)画出折射光路图；(2)求出玻璃的折射率和光在玻璃中的传播速度大小;(3)当入射角变为45°时，折射角的正弦值为多大？5.如图所示，有一玻璃三棱镜ABC，顶角A为30°，一束光线垂直于AB射入棱镜，从AC射出进入空气，测得出射光线与AC夹角为30°，则棱镜的折射率为( )A. B. C. D.6、有一水池实际深度为3 m，当垂直水面向下看时，水的视深为多少？(已知水的折射率为)7、(多选)根据图中的漫画，判断下列说法正确的是( )A．人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B．人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些C．鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D．鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些
总结反思
参考答案
【预习--自主建构】
1、分界面 进入 2、同一平面内 两侧 正比 无关 介质1和介质2 3、可逆的 4、大于 小于 不发生
二、1、真空 绝对折射率 n 2、光学 3、真空中 这种介质 4、大于
【探究--深化理解】
探究一：频率 大 小 不同 小 小 不同 小 大
【练习--学以致用】
BCD 2、 3、BD 4、（1）如图
1.73×108 m/s （3）
5、C 6、2.25m 7、BD
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