第三章 光现象 第四节 光的折射 教案 鲁科版八年级物理

光的折射
一、教学目标
（一）知识与技能目标：
1. 使学生了解光的折射现象及折射光线、折射角。
2. 使学生掌握折射规律，并能用折射规律解释一些简单的折射现象。
3. 知道光在不同介质中传播的速度不同。
（二）过程与方法目标：
1. 通过观察，认识折射现象。
2. 体验由折射引起的错觉。
（三）情感态度与价值观目标：
初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象热爱的情感。
二、教学重难点
（一）重点：光的折射现象及折射规律。
（二）难点：用光的折射解释自然现象。
三、教学准备
教师演示用：激光演示器，水槽，水，玻璃杯，投影仪及画有碗底硬币的光屏，筷子，动画演示课件。
学生实验用：碗，硬币，水，玻璃茶杯，方形玻璃缸，直尺，铅笔。
四、教学过程
【导入】
让学生做两个实验，激发学习兴趣。
学生实验1：在空的茶杯里放一枚硬币，移动杯子，使眼睛刚刚看不到硬币，保持眼睛和杯子的位置不变，慢慢地向杯里倒水，随着水面的升高，观察者看到了硬币，还会看到硬币升高了。
学生实验2：取一玻璃茶杯，倒入约半杯水，把一支铅笔斜插入水中，会看到铅笔好像在水面处折断了，这是由于光从水中斜射入空气中发生了折射。
上述实验中，学生疑窦顿生，将引起学生思考，从而引出新课──光的折射。
【新课讲解】
1. 知识点详细讲解和具体操作
（1）折射现象
演示实验1：将激光笔固定在铁架台上，往水槽内加一定量的开水，把激光笔发出的光射向热开水上面的“白汽”中，能观察到什么现象？
结论：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，这种现象叫做光的折射。折射光线与法线所夹的角叫折射角。
（2）折射使池水“变浅”
演示实验2：通过投影仪，在屏幕上形成清晰碗底硬币的像，由同学向碗中缓慢注水，从屏幕上观察到的像有什么变化？
引导学生分析：碗中没有水时，屏幕上的像是碗底硬币反射的光沿直线传播形成的。加水后，由于光从空气到水中发生了折射，看上去碗底“升高了”，硬币的像上移，水深比实际深了。所以，当我们站在游泳池边时，不要贸然下水，因为池水比看起来要深，贸然下水容易发生溺水事故。
画出光折射时的光路图，为分析折射规律作准备。
（3）折射规律
演示实验3：折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线、入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入水（玻璃）中时，折射光线向法线偏折，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。
教师补充：如果光从水（玻璃）中斜射入空气中时，折射光线将远离法线偏折，折射角大于入射角。
教师引导学生归纳得出：
在光的折射现象中，折射光线、入射光线和法线在同一个平面内；折射光线与入射光线分居法线两侧；光从空气斜射入其他介质中时，折射光线向法线偏折（折射角＜入射角＝。入射角增大时，折射角也随着增大。光垂直射向其他介质表面时，传播方向不变。在折射时光路是可逆的。
教师讲述：在光的折射中，光路是可逆的。
（4）用光的折射解释自然现象
①插入水中的筷子为什么会弯折？（学生看演示并讨论）。
②池水看起来比实际的浅。当从岸上看清水底、在岸上用竹竿“够”水里的鱼时，有什么经验？（学生讨论后回答）。
教师小结：从岸上看清水底，人会感到水深比实际浅一些，这是光的折射现象造成的。由于光的折射，池水看起来比实际浅。所以用竹竿“够”水里的鱼时，实际上并不是我们认为的鱼的位置，而是鱼的虚像。因此，在捕鱼时，往往瞄准看到的鱼的稍下方位置，才能用鱼叉叉到鱼。
③为什么有经验的渔民在叉鱼时，总是向看到的鱼的下方投叉？（学生讨论后回答）。
④为什么会产生海市蜃楼现象？（学生看课件后讨论回答）。
（5）光速
教师指出：光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度，在其他介质中的传播速度都比在真空中的慢。光在空气中的速度近似于在真空中的速度，光在水中的速度为在空气中速度的3/4，光在玻璃中的速度约为在空气中速度的2/3。
2. 实验操作步骤
（1）光的折射实验
步骤一：将激光笔固定在铁架台上，使激光笔发出的光能够射入水槽中的水面。
步骤二：向水槽中注入一定量的水，使水面形成清晰的“白汽”。
步骤三：打开激光笔，观察光线在“白汽”中传播的路径。
步骤四：改变入射角的大小，重复步骤三，观察折射角的变化。
（2）硬币“升高”实验
步骤一：将一枚硬币放入空碗中，调整碗的位置，使眼睛刚刚看不到硬币。
步骤二：保持眼睛和碗的位置不变，向碗中缓慢注水。
步骤三：随着水面的升高，观察硬币的位置变化。
（3）折射规律实验
步骤一：在玻璃砖的一侧画出一条直线，表示入射光线。
步骤二：在入射光线上确定一个点，表示入射点。
步骤三：通过入射点画出法线，与玻璃砖的另一侧相交。
步骤四：在法线的另一侧画出折射光线，使折射角小于入射角。
步骤五：改变入射角的大小，重复步骤四，观察折射角的变化。
【学生互动环节】
1. 学生分组进行实验，探究光的折射现象和折射规律。
2. 学生交流实验结果，讨论光的折射现象在生活中的应用。
3. 学生思考并回答教师提出的问题，加深对光的折射现象和折射规律的理解。
【总结提升】
1. 光的折射现象：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏折。
2. 折射规律：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；光从空气斜射入水或其他介质中时，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，传播方向不变。
3. 生活中的折射现象：插入水中的筷子弯折、池水看起来比实际浅、海市蜃楼等。
4. 光速：光在真空中的传播速度最快，在其他介质中的传播速度都比在真空中的慢。
五、课后练习
（一）选择题
1. 下列现象中属于光的折射现象的是（ ）
A. 小孔成像
B. 岸上树木在水中的倒影
C. 黑板反光
D. 从岸上看池中的水变浅
2. 一束光线从空气中斜射入某透明物质中，入射光线与法线的夹角是30°，那么以下说法正确的是（ ）
A. 反射角的大小也是30°
B. 反射光线和入射光线一定在同一平面上
C. 折射角一定小于30°
D. 折射角一定大于30°
（二）填空题
1. 在光的折射中，光路是_______的。
2. 光从一种介质_______入另一种介质时，传播方向会发生_______现象叫光的折射。
3. 光从空气斜射入水或玻璃等其他介质时，折射光线向_______偏折，折射角_______入射角。入射角增大，折射角也_______。光从水或玻璃斜射入空气中时，折射光线将_______法线偏折，折射角_______入射角。
六、教学反思
1. 本节课通过多个实验和生活实例，让学生亲身体验光的折射现象和规律，加深了对光的折射特点的理解。同时，培养了学生的实验观察能力和分析能力。
2. 在教学过程中，注重引导学生自主探究和合作学习，培养了学生的科学探究精神和合作精神。
3. 通过课后练习，发现学生对光的折射现象和规律掌握较好，能够运用所学知识解释一些简单的折射现象。
4. 在今后的教学中，可以进一步优化实验设计和学生互动环节内容，提高实验的趣味性和探究性，以更好地激发学生的学习兴趣和探究欲望。同时，可以加强对学生实验操作技能和实验设计方法的训练和指导，提高其实验操作的准确性和熟练度以及分析问题的深度和广度。
5. 另外，可以结合生活实例和多媒体资源丰富教学内容和形式，提高教学效果。例如，可以引入更多与日常生活相关的光的折射现象进行解释和分析，让学生更加直观地理解光的折射原理及其应用价值。同时，也可以利用现代技术手段如虚拟实验、动画演示等辅助教学，提高学生的学习兴趣和参与度。