第三节 光的折射
㈠教学目的:
1、知道光的折射现象;知道光的折射规律;知道在折射中光路是可逆的;知道日常生活中由于光的折射而产生的一些现象。
2、培养学生的观察能力和分析数据得出结论的综合能力。
3、对学生进行安全教育。
㈡教学重点和难点:
重点:光的折射现象。观察、分析实验,归纳出光的折射规律。
难点:观察、分析实验,归纳出光的折射规律及在折射中光路中可逆的。
㈢教学仪器:
玻璃水缸、水、激光发射器、光具盘、玻璃砖、几根钢针、多媒体电脑及投影仪等。
㈣教学过程:
一、课题引入:
我们都知道渔民捕鱼有很多方法,如:用网网鱼、用鱼叉叉鱼等。现在,我们也来体验一下渔民的生活,(出示塑料泡沫上画有鱼和玻璃水缸)进行叉鱼比赛。当学生在比赛时,发现钢针都叉在鱼的上方后,惊奇之余,告诉学生,要知道为什么,等我们学完光的折射后,就明白其中的道理了。从而引入课题。(电脑显示标题)
二、新课进行:
1、光的折射:
平时我们看到装水的玻璃杯中的吸管会在水面处弯折,也是这个道理(电脑显示图片)。让我们再来观察另一个实验,在玻璃水缸中插入一块木板,用激光沿着木板,从空气斜射到水面,问:可以看到什么现象?(可以看到光不再沿直线传播而是在水面处改变方向进入水中)再观察光从空气中斜射到玻璃中,问:要以看到什么现象?(同样也可以看到光不再沿直线传播而是在玻璃面处改变方向进入玻璃中)
从实验中,我们看到光从空气中斜射入水和玻璃中都能看到光在水面和玻璃面处改变传播方向,而且实践也证明其他介质中也会发生同样的现象。因此,我们把“光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化。”的这种现象叫做光的折射。(板书用电脑显示)
2、光的折射规律:
通过刚才的实验教师把刚才光的折射现象用电脑显示出光的折射光路图。
从图中介绍,什么是折射光线和折射角。为 ( http: / / www.21cnjy.com )了防止学生把折射光线与界面夹角误认为折射角。所以,要特别指出:折射角是折射光线与法线的夹角。(并用电脑显示)
下面我们来做个实验研究光从空气射入玻璃有什么规律。要求学生要注意观察,并用电脑显示观察目的:①光从哪一种介质中射入哪一种介质中的?是怎样入射的?②折射光线、入射光线与法线在位置上有什么关系?③入射角和折射角的大小关系?d、当入射角变化时,折射角是如何变化的?先让学生观察一下整个实验的动态过程,然后让学生回答出部分问题后,教师:为更好地研究光的折射规律,我们来认真分析整个实验。并出示以下表格:
边实验边让学生填写表格,表格完成后分析表格和利用电脑动画来总结规律。得出:光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。(用电脑显示出)
从表格中我们也可以看出,在折射中,光路也中可逆的。(用电脑显示出,并加以动画显示。)
3、用光的折射来解释眼睛受骗的问题
现在,我们来解释刚才在叉鱼比赛中,为什 ( http: / / www.21cnjy.com )么我们同学会叉在鱼的上方。原来鱼从水中发出的光线,由水进入空气时,会在水面发年折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们的反向延长线的交点鱼像发出来的,鱼像是鱼的虚像,鱼像比鱼位置高。所以刚才比赛的同学会叉在鱼的上方。(利用电脑演示加以解释)
利用电脑播放视频材料:放在杯底刚好看不见的硬币,加上水后又会看得见。要求学生利所学的知识加以回答,最后强调看见的硬币是硬币的虚像。
4、课堂练习
(1)光从空气行政村射入水中时,折射角( )入射角。
(2)池水看起来比实际的浅,这是由于光从水中射入空气时发生( )造成的。
(3)画出图中折射光线的大致方向。
三、小结
1、光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化,这现象叫做光的折射。
2、光的折射规律:
内容:光从空气斜射入水或其它介质中,折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变;在折射中光路也是可逆的。
注意:弄清一点、二角、三线的涵义。第三节 光的折射
课时:一课时
教学设计理念:
本课设计力求体现“以提高全体学生的科学素 ( http: / / www.21cnjy.com )养为主要目标”;“满足每个学生的发展基本需求”; “注重科学探究,提倡学习方式多样化”等课程标准的基本理念,体现“以学生为主体,师生平等交流共同探索”的教学思想。
教材分析:
“光的折射”为义务教育课程标准实验教科书八 ( http: / / www.21cnjy.com )年级《物理》(沪科版)第四章第三节的学习内容,在之前有“光的传播”、“光的反射”之后有“光的色散”、“凸透镜成像”等学习内容,在本章的学习中确有着承上启下的重要重要作用,是深入学习和了解多姿多彩的光的世界的必然知识准备。同时“探究并了解光的折射规律”也是《课程标准》中的三级主题内容之一,对于八年级学生的科学探究能力的培养,应用物理知识分析、解决实际问题能力的培养有着积极的意义。
学情分析:
1.知识起点: 在学习本课内容之前,学生对 ( http: / / www.21cnjy.com )光的世界已有一定的视觉体验和感性认识,如:“反光”、“水池变浅”等,通过“光的传播”、“光的反射”等知识的学习,已逐步建构一定的理性知识基础以及科学探究自然规律的初步能力。
2.学习任务:通过对常见折射现象的介绍及认识,引导学生应用探究“光的反射规律”的已有能力和方法探究出“光的折射规律”。
教学目标:
知识与技能
通过对常见有关折射现象的观察认识光在两种介质中传播时会产生不再沿直线传播的现象——光的折射现象。
通过体会对光的折射规律探究全过程的体验,总结出“光的折射规律”。
过程与方法
再次体验科学探究的全过程,理解科学探究的内涵。
逐渐形成设计实验方法、交流讨论及总结归纳的能力。
体会演绎、归纳在科学探究过程中的作用。
3.情感态度价值观
(1)通过自主学习与合作探究体会科学探究的乐趣,激发起学生的求知欲和探索激情
(2)使学生能积极与本小组及其他小组同学交流,能客观分析和评价他人的观点,培养学生善于与人交流、合作互助的良好素养
能根据探究学习的成果去分析和解决相关实际问题。养成热爱科学、勇
于探索、严谨治学的良好品质。
4.教学重点、难点:
重点:(1)光的折射规律;
(2)体会科学探究的过程及对探究过程进行总结归纳得出结论的能力。
难点:(1)对光的折射规律探究实验的设计及探究过程;
(2)对光的折射规律的总结及对光的可逆原理的认识。
5.教学方式:
本课是以科学探究的方式寻找到光的折射规律为主要教学形式,故本课主要以探究、交流讨论主要教学方式。
6.教学准备:
(1)有关光的折射现象的图片或视频资料;
(2)玩具激光笔、有机白板、水槽、水、梯形玻砖、半圆形玻砖等;
(3)DV机、该课相关PPt。
7.教学过程:
一、课堂导入
教师活动:播放生活中常见的折射现象的视频或图片
(设计思想:以生活实例展示光的折射现象的普遍性)
学生活动:观察并以已有的生活体验思考视频及图像中的现象。
教师活动:
提出问题:为什么会出现......这样的现象呢?这是错觉还是与光有关的一种特殊现象呢?
导入语:其实这些都是光的一种特殊现象——光的折射
(板书课题)
二、新课教学:
(一)光的折射现象
教师活动:
1.既然是与光有关的特殊现象,那问题出在哪儿呢?
2.光在同种均匀介质中是怎样传播的?
3.什么是光的折射呢?
(设计思想:通过层层递进式的提问,将学生的思考方向引向光的传播介质上来,而引发学生对光在两种不同介质中传播时会产生怎样变化的兴趣)
学生活动:思考并回应教师的问题,关注光在两种介质中传播会是怎样的现象?
教师活动:
1.演示光在空气中(教室内)沿直线传播;
2. 演示光从空气斜射向水中时光发生折射;
3.引导学生总结出光的折射概念。
(设计思想:让学生在教师的 ( http: / / www.21cnjy.com )启发下,根据所观察到的演示实验现象总结出折射概念,使其初步认识光在传播过程中的不同情况。尽管学生的表达不一定十分准确,只要关注到不同介质,光的传播路径问题,就已经有了积极的意义)
学生活动:观察、思考、交流、总结
(师生对话设想:
师:我们注意到当透过水去观察水中的物体时就会出现这种特殊现象,问题出在哪儿呢?
生:因为有水
师:那我们也进入水中来观察水中物体还会这样吗?
生:不会
师:那又为什么呢?
生:因为人和物体都在水中了
师:是不是就像我在空气中看到你们和你们看到我一样?因为没有再隔着其他物质?
生:是的
师:那我们可以找到产生这些特殊现象的原因了吗?
生:可以了,因为我们总是从空气中来观察水中的物体的,而这里出现了两种物(介)质。
师:看来当光在两种介质中传播时就会出现这种特殊现象,这是什么现象呢?我们一起来看一下。
师:我这里准备了一个装有一定量水的水槽 ( http: / / www.21cnjy.com ),为了便于大家观察到激光的传播路径,我将光沿着一块白板入射,我们看到的这条红色光路在空气中是一条直线,这符合我们所学习过的光的传播规律。现在我将白板的一部分插入水中,请大家注意观察光的传播路径有什么改变吗?
生:光进入水中后不再沿原来的直线传播了
师:很好,这就是我们物理学所讲的光的折射现象。
师:那是否光只有在空气和水的传播中才会产生折射呢?
生:不是
师:你们是否发现了其他介质的折射现象呢?能否展示给大家看看?
生:.....
师:那请同学们总结一下,光在什么情况下会产生折射现象呢?
生:当光在两种介质中传播时
师:回忆刚才的实验,你注意到光是在哪里改变方向的?
生:在水面
师:那进入水中后呢?光还会改变方向吗?
生:在水中又是同种均匀介质了,方向不再改变。
师:很好,一般我们说光的传播方向是在两种介质的界面处发生改变的。(教师打出字幕.....)
师:那大家是否能告诉我为什么叫折射呢?
生:偏折、折断的意思
师:的确是这样,这是一个很形象的物 ( http: / / www.21cnjy.com )理名词。刚才大家是否注意到当光从空气中设想水中时,进入水中的光总是向下偏离原来的传播方向的?这是为什么呢?光的折射现象是否也像光的反射现象一样遵循一定的规律呢?那我们就一起来探究探究吧)
(二)光的折射规律
1.折射光线与入射光线分居在法线两侧
教师活动:
提问:我们准备从哪些方面探究折射规律呢?
引导:那我们就想探究光的反射规律那样一步一步的来。
让学生自由组合成实验小组
组织讨论部分小组的实验方案,引导全班进行评估。
组织全班讨论探究结果
学生活动:
设计实验方案,根据讨论结果进行修正、调整;
相互配合做好实验并注意观察记录;
本组内对实验结果进行归纳总结。
2.折射角与入射角不等
教师活动:
(1)通过对光的反射规律的回顾,引导学生判断什么是入射角,什么是折射角。
(2)组织实验并巡视学生实验情况;
(3)引导学生讨论实验的初步结果——两角不等,
(4)引导学生深入思考:如果入射角增大,折射角会怎样?减小呢?
(5)是否入射角总是大于折射角?
(6)引导学生探究光的可逆现象
学生活动:
实验并记录观察到底现象
总结出两角的大小关系
演绎入射角逐渐变化过程,折射角的变化,归纳出折射角与入射角的变化关系
设计如何观察光从水中射到空气中,折射角大与入射角的现象
总结两角的关系
探究出光路的可逆原理
3.三线共面
教师活动:
(1)让学生设计探究三线共面的实验方案
(2)演示三线共面规律的探究过程
学生活动:
观察实验并总结出光的折射规律
4.实例分析:
(1)斜看水槽底部的小石头,结论呼应课堂导入时的事例。
(2)海市蜃楼
用板图或动画辅助教学